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「汽车」燃料电池系统的“眼睛”——燃料电池电堆巡检


作者 | 鲤琨
来源 |燃料电池百科
燃料电池电堆巡检（CVM）是什么？
巡检的功能 ， 用一句话来说：采集单体电压（或电堆总电压）信号 ， 并将其发送到燃料电池系统控制器 ， 通过对单体电压信号的检查 ， 来判断燃料电池的工作状态 。
「汽车」燃料电池系统的“眼睛”——燃料电池电堆巡检
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电压巡检通过巡检信号采集线与燃料电池电堆上的单体电池进行连接 ， 以实现电压的采集 ， 在电压巡检中通过巡检通讯（如CAN总线通讯）线束传输到通讯工具（如CANalyzer） ， 最后通过通讯工具与PC端（或上位机）连接 ， 直接监控或记录采集到的电堆单体电压 。
为什么要安装巡检(CVM)？
燃料电池的健康状态主要反映在其单体电压上 ， 过干、过湿、缺气等不良操作条件及机械损伤等因素均会使燃料电池的单体电压发生改变 。 因此 ， 如果要诊断燃料电池的状态或依靠单体电压进行燃料电池系统控制 ， 就需要知道燃料电池的单体电压 ， 配合使用燃料电池（电堆）和巡检 。
那么可不可以不安装巡检呢？在目前燃料电池（电堆）不能完全避免缺气、水淹、反极、短路等各种失效的情况下 ， 巡检就如同燃料电池系统的眼睛一样 ， 其作用将在未来很长时间无法替代 ， 至少以笔者目前的了解 ， 目前已有的燃料电池电堆和燃料电池系统均配备有巡检 。
结构
【「汽车」燃料电池系统的“眼睛”——燃料电池电堆巡检】就像人类的眼睛 ， 几乎每个人的眼睛都不同 ， 对于电压巡检来说 ， 也存在不同的外形 ， 一些电压巡检制造商可以根据特殊的巡检壳体形状申请外观专利。
「汽车」燃料电池系统的“眼睛”——燃料电池电堆巡检
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安徽明天氢能科技有限公司 ， 专利申请号：201930048499.7 。 可以看出来 ， 此电压巡检外形中规中矩 ， 整体呈现标准的立方体 ， 单体电压采样线的接口与通讯和供电接口在同一侧 。
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武汉泰歌氢能汽车有限公司 ， 专利申请号：201930372724.2 。 此电压巡检的外形整体也呈现标准的立方体 ， 单体电压采样线的接口与通讯和供电接口在不同方向 。 笔者认为 ， 在实际巡检电路设计过程中 ， 武汉泰歌的电压巡检可能会比安徽明天的电压巡检表现出更好的电磁兼容性能 ， 因为武汉泰歌的电压巡检电路板设计中 ， 更容易将电堆采样（“高压电”）区和巡检供电（“低压电”）隔离开 ， 降低了由于电堆产生的电压对巡检自身供电产生电磁干扰的风险 。
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德国SMART Testsolution GmbH公司推出了单个的 ， 可组装拓展的电压巡检 。 这种单个的可组装拓展的电压巡检 ， 可以很好的快速应对不同功率大小的电堆产品 ， 但笔者认为 ， 在产品尚未完全成熟与验证时 ， 保证单体品质的一致性有一定的难度；当单体品质出现问题时 ， 如何保证其它单体正常高效的工作是需要制造商思考的问题 。 同时为了保证单品品质的一致性 ， 该电压巡检的成本会相对较高 ， 影响其普适推广 。
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德国SMART Testsolution GmbH公司在2019年推出的一体式的G5S电压巡检系统 。 对比上面由单个电压巡检组装的形式 ， G5S具有机械稳定性高与集成度高的特点 ， 但是需要定制开发 ， 一般开发时间长于上面组装类型的巡检 。 该款产品是德国SMART公司较早期的产品 ， 可以看出早期电压巡检已经充分考虑了其功能性 ， 但产品的普适性或可拓展性不如后来开发的单个可组装拓展的电压巡检 。 笔者推测 ， 在开发电压巡检的过程中 ， 由于各式各样电堆的出现 ， 倒逼电压巡检开发商思考如何能够开发出快速应对各种不同电堆的电压巡检 。 由此 ， 快速催生了单体可组装拓展式电压巡检 。


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