1. 本选题研究的目的及意义
燃料电池作为一种高效、清洁的新型能源转换装置，在新能源汽车、便携式电源等领域展现出巨大的应用潜力。
然而，燃料电池在实际运行过程中，其内部的电化学反应和传质过程复杂，容易受到温度、湿度、气体浓度等因素的影响，导致单片电池电压不一致，进而影响整个电池堆的性能和寿命。
因此，对燃料电池单片电压进行实时监测和故障诊断，对于保障燃料电池系统的安全稳定运行，延长其使用寿命，具有十分重要的意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来，随着燃料电池技术的快速发展，燃料电池单片电压巡检技术也得到了广泛关注和研究。
国内外学者在电压采集电路设计、数据处理算法、故障诊断技术等方面取得了一系列的研究成果。
国内研究现状:国内在燃料电池单片电压巡检技术方面起步较晚，但近年来发展迅速。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题主要研究内容包括以下几个方面：
1.燃料电池单片电压巡检系统需求分析:分析燃料电池单片电压监测的应用需求，确定系统的功能、性能指标和技术路线。
2.系统总体方案设计:设计系统的硬件架构和软件架构，包括电压采集电路、信号调理电路、数据传输接口、电源管理电路、嵌入式软件等。
3.硬件电路设计:设计高精度、抗干扰的电压采集电路，以及信号调理电路、数据传输接口和电源管理电路等硬件电路。
4. 研究的方法与步骤
本课题研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证等多种方法，逐步开展以下研究工作：
1.文献调研与需求分析:查阅国内外相关文献，了解燃料电池单片电压巡检技术的最新研究进展，分析燃料电池单片电压监测的应用需求，确定系统的功能、性能指标和技术路线。
2.系统方案设计:根据需求分析的结果，设计系统的硬件架构和软件架构，包括电压采集电路、信号调理电路、数据传输接口、电源管理电路、嵌入式软件等。
3.硬件电路设计与仿真:根据系统方案设计，选择合适的元器件，设计高精度、抗干扰的电压采集电路，以及信号调理电路、数据传输接口和电源管理电路等硬件电路。
5. 研究的创新点
本课题研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.高精度、抗干扰的电压采集电路设计:针对燃料电池单片电压信号微弱、易受干扰的特点，采用高精度、低漂移的差分放大电路和滤波电路设计，提高电压采集电路的精度和抗干扰能力。
2.基于嵌入式系统的软件设计:采用嵌入式系统作为控制核心，设计基于嵌入式系统的软件，实现电压数据采集、处理、存储、显示和故障诊断等功能，提高系统的集成度和可靠性。
3.故障诊断算法优化:针对传统故障诊断算法的不足，结合燃料电池的特性，优化故障诊断算法，提高故障诊断的准确性和实时性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 薛家祥, 李欣, 彭浩, 等. 燃料电池发动机系统电压巡检方法研究[J]. 电源技术, 2022, 46(04): 642-645 650.
2. 张洪涛, 陈庆生, 彭浩, 等. 基于CAN和LTC6811的燃料电池电压采集系统设计[J]. 电源技术, 2020, 44(06): 863-866.
3. 彭浩, 张洪涛, 薛家祥. 燃料电池电堆单体电压巡检技术综述[J]. 电源技术, 2020, 44(01): 128-132.
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