铂偲尅技术未势能源突破CVM核心技术

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氢燃料电池行业已被广泛共识未来将是中国汽车产业由“跟随”向“引领”跨越的一个重要支撑，坚持高标准原创性的自主创新，无疑将是凸显这种“引领”地位的关键一环。在此方面，未势能源来自全球10国逾人的研发团队，始终坚持正向设计自主研发，产品开发全周期严格遵循“V”型流程，历经千项实验室及整车级安全性、可靠性测试，高标准、严要求地为中国氢燃料电池汽车产业发展贡献核心技术。

关键核心技术国产化的缺失越来越成为中国氢能和燃料电池自主创新及商业化的症结之一。例如在燃料电池系统健康状态的“体检仪”——燃料电池巡检仪（CVM）的研发上。

燃料电池巡检仪（CVM）在燃料电池系统中扮演举足轻重的作用。燃料电池系统的不良操作条件，如水热管理，反应气计量比等，会直接体现在燃料电池的外特性-燃料电池单体电压上。即使目前燃料电池系统控制功能及精度已有大幅提升，但尚不能完全避免上述异常发生。而燃料电池巡检仪是一个有效的手段，能够及时发现目前燃料电池堆状态，作为控制系统调整输入，进而修正燃料电池系统状态或避免进一步严重失效的发生。

未势能源于年开始自主研发燃料电池巡检系统，为燃料电池系统提供灵活的集成方案。公司已开发的燃料电池巡检系统可实时精确地采集燃料电池堆单片电压，并对单体电压数据组进行实时处理分析，全面、快速地进行单体电压异常定位及反馈，实时监测，确保燃料电池堆稳定工作。

此款巡检系统可进行负压采集，能够准确识别并量化负压异常；具有较宽的采样范围（-5V~+5V），便于燃料电池堆不同成组检测方案实施；具有较高的环境温度耐受性（-40℃~℃），适用于不同的系统集成布置方案。目前，已完成设计功能验证、系统集成验证等，处于DVP详细验证阶段。

CVM开发同样秉承着“V”开发流程，进行正向研发，依据需求进行设计、依据需求对设计进行验证，基于如此的“闭环”循环，确保设计及验证的全面覆盖，进而保证产品性能及质量。在此特别引入了功能测试、交变湿热验证测试、电磁兼容测试、振动测试、绝缘电阻测试等一系列测试项目，确保CVM技术解决方案的可行性上获得充分测试验证。

以下是未势能源燃料电池巡检系统（CVM）具体介绍：

图1燃料电池堆电压监测系统

CVM系统架构

未势燃料电池巡检系统（CVM）采用主从式架构设计，由主控模块，单体采集模块，隔离模块，电源模块组成，CAN通信模块组成。主控模块连接若干单体采集模块并附加电源模块，其中主控模块和单体采集模块之间通过隔离式差分菊花链通信，与GUI及燃料电池控制器之间采用CAN通信。具有布局灵活，方便维修，便于日常维护的优势。

CVM功能特点

设计高精度信号调理电路，实现燃料电池堆单片电压的高精度信号采样，减小测量误差，保证各单片电压信号精确性；

实时采集燃料电池堆所有单片电压值，进行实时分析处理，求取单片电压的最大值和最小值，计算其均值、均方误差，实现故障诊断功能；

体积小，集成度高，单台可采集通道电压（更多检测路数可定制增加）；

系统集成方便，采用标准CAN协议，方便用户集成到FCU控制系统中；

系统可靠性强，采用双绞线以菊花链形式连接的集成电路，支持热插拔，满足功能安全标准（ISO）。

CVM软件核心功能实现方案

采用简洁可靠的功能架构设计，将CVM的功能分为测量功能、电池状态分析、故障功能，

测量功能：电池电压检测、温度检测，为CVM系统顶层计算、逻辑控制的基础信息；

电池状态分析：对采集到的电压值进行逻辑分析，输出最大值、最小值，判断电堆的一致性；

故障诊断：针对燃料电池的不同表现状态，区分不同的故障等级，为系统控制器提供故障处理输入。

测试验证

①CVM功能测试

CVM通过离线通道分离测试、离线高压全通道测试、以及在线电堆联调测试，已充分验证CVM电压采集功能，可满足全通道电压采集，且采集满足≤+/-5mV精度要求。

图2CVM功能测试

②CVM交变湿热验证测试

CVM在交变湿热循环下（温度在℃、25℃、-40℃之间交替，维持93%湿度），持续运行验证CVM在高低温环境、高湿环境下的性能特性。通过测试可知，CVM电压采集稳定，未受温度波动及湿度影响变化，且电压采集精度满足≤+/-5mV设计要求。

图3交变湿热循环

③CVM电磁兼容测试

实施电容滤波设计，PCB布板EMC设计优化。依据标准GB/及ISO-2/3，进行辐射抗干扰、BIC大电流注入测试，瞬态传导抗扰性测试，CVM全功能正常，测试精度无异常，可满足A等级判定要求。辐射发射及传导发射可满足GB等级4要求。

④CVM震动测试

三方向振动冲击测试，XYZ三方向持续随机高功率谱密度振动21小时，振动频率覆盖5至赫兹；XYZ三方向25g冲击测试。CVM功能正常，采样精度无变化，可满足10年使用寿命。

⑤绝缘电阻测试

实施高低压DCDC变压器隔离，安全间距合理布局设计。依据标准ISO，进行V直流施压测试，绝缘电阻大于10MΩ，满足汽车电子器件绝缘要求。

CVM关键技术参数

CVM产品中的主控单元模块是对燃料电池电压实时监控，根据需要动态制定CVM管理策略，是FTXT32位燃料电池巡检仪第三代产品，整个主控产品模块的定义、设计与验证均按照ISO标准进行。

CVM产品中的采集单元模块是对燃料电池单体电压进行采集，具备热插拔性能、开路等保护设计，支持基于变压器或电容器的隔离式差分菊花链通信，支持燃料电池堆中的大型堆叠配置，支持同步电池电压测量等。

附：关于CVM工作原理

CVM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，采集燃料电池单体电压信号，来判断燃料电池的工作状态，并通过CVM中的通信（CAN总线通信）线束传输到通信工具，如PCAN、ZLG的各种设备，进而通过通信工具与上位机连接，直接监控并记录采集到电堆单体电压，反馈至燃料电池系统控制器，进行对应操作。从而起到保障燃料电池安全，提高燃料电池寿命的作用。