為掌握甲醇燃料電池工作特性,更好地管控燃料電池運行狀態(tài),需準(zhǔn)確測量電池特征參數(shù)。采用ATMEGA8L微控制器在無外接芯片或輔助電路的前提下實現(xiàn)對電池電壓的高精度測量,運用DA18B20數(shù)字溫度傳感器進行溫度測量,提升測量中的抗干擾性。利用直接測量的電壓、溫度、電流值等數(shù)據(jù),作為輸入?yún)?shù),間接測量燃料濃度。通過實驗得出:燃料電池電流值通過電子負載設(shè)定,電流值與燃料濃度相關(guān),該方法能夠輔助甲醇燃料電池工作在最佳功率輸出點附近,充分發(fā)揮電池性能。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020年09期 北大核心

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【部分圖文】：

圖１?甲醇燃料電池發(fā)電測Ｓ裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖??１．１．２電壓測量??用ＡＴＭＥＬ公司ＡＴＭＥＧＡ８Ｌ作為裝置微控制器，它是測??量裝置的核心

測量１５個單體電池參數(shù)。測量電路結(jié)構(gòu)示??意圖見圖１。??電壓模擬信號采樣時為避免因電壓過高而超過有效取樣??范圍［１２］，取樣電路前端采取了隔離技術(shù)措施，以保證放大器正??常工作微控制器內(nèi)１０位精度的ＡＤ轉(zhuǎn)換器是一種測量精度??高、實時性強的測量器件。??１．１．３溫度測量??甲醇燃料電池運行溫度是表征電池運行狀態(tài)的重要參??數(shù)測量裝置采用ＤＡ１８Ｂ２０數(shù)字溫度傳感器進行溫度測??量，采集的溫度數(shù)據(jù)是模擬信號，在數(shù)據(jù)輸人線前端加上拉電??阻，以提升酸傳感器數(shù)據(jù)線抗干擾能力。圖２是ＤＡ１８Ｂ２０??數(shù)字溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。??電池取樣？??換單元??圖１?甲醇燃料電池發(fā)電測Ｓ裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖??１．１．２電壓測量??用ＡＴＭＥＬ公司ＡＴＭＥＧＡ８Ｌ作為裝置微控制器，它是測??量裝置的核心。該集成芯片成本低，抗干擾性能強，有較寬工??作溫度范圍，電磁兼容性好。該芯片還集成了?ＡＤ轉(zhuǎn)換通道、??ＰＷＭ輸出、看門狗電路。ＡＴＭＥＧＡ８Ｌ微控制器在無外接芯片??或輔助電路的前提下就能實現(xiàn)高精度電壓測量目的，其性能??優(yōu)于其他同類型８位芯片。??ＡＴＭＥＧＡ８Ｌ微控制器和隔離放大電路、隔離取樣單元、??調(diào)試接口等共同協(xié)作，完成甲醇燃料電池電壓測量工作，實時??性強、精度高。??測量裝置取樣模塊包括小信號運算放大器及模擬信號多??路開關(guān)，能對電堆單體電壓、溫度等信號進行快速巡檢，實現(xiàn)??對電壓和溫度精準(zhǔn)監(jiān)控與測量％—且電池組中某個數(shù)據(jù)出現(xiàn)??異常，能及時報警，這是保障電池正常運行的必要技術(shù)手段。??模擬信號多路開關(guān)的地址與甲醇燃料電堆單體一一對??應(yīng)ｒａ。單體電池電壓信號采樣線與模擬多路開關(guān)端子連接ｍ。?

實驗儀??型號??ＳＬＳＷ－Ｉ??外形尺寸／ｍｍ??３６５（＾）ｘ３００（￡））ｘｌ３０（／ｆ）??精確度??三位半表頭：±２．５％??四位半表頭：±０．０３％??數(shù)據(jù)采樣方式??外圍電路的組合與切換，構(gòu)成數(shù)字式電壓表、??電流表、歐姆表等多功能測試儀表??表２?甲醇燃料電池的具體參姜??參數(shù)??數(shù)值??運行溫度／＊ｃ??７２??Ｈ２壓力／ＭＰａ??０．３??〇２壓力／ＭＰａ??０．３??氫氣側(cè)壓力與空氣側(cè)壓力的固定壓差值／ｋＰａ??１０?？２０??燃料電池工作原理示意見圖３，間接測量法工作原理見圖??４。測量裝置采樣周期為８５?ｍｓ，電壓和溫度測量數(shù)據(jù)見表３。??實測觀精密儀器測量值，測量值為本文方法測量值〇??陽極流場??圖３?甲醇燃料電池工作原理示意??表３?電壓和溫度測量數(shù)據(jù)??單體序號??電壓／ｍＶ??溫度／Ｖ??測量值??實測值??測量值??實測值??１??６５２??６５１??６１．３??６１．２??２??６５２??６５１??６３．４??６３．５??３??６５１??６５２??６２．３??６２．５??４??６５４??６５３??６３．５??６３．４??５??６５７??６５８??６４．６??６４．１??６??６５５??６５４??６４．８??６４．５??７??６５３??６５４??６３．７??６３．４??８??６５５??６５８??６３．４??６３．１??９??６５６??６５７??６４．２??６４．６??１０??６５４??６５５??６３．５??６４．１??１１??６５４??６５６??６２．６??６２．９??１２??６５５??６５３??６３．４??６３．１??１３??６５７??６５４??６４．５

【參考文獻】：
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本文編號：2933843