一種基于led路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，包括LED照明裝置、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置。LED照明裝置、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置均連接供電電源。所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置包括控制模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、安全模塊、人機(jī)交互模塊、通信模塊、計(jì)量模塊、充氣模塊。供電電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊連接安全模塊，安全模塊連接氫氣輸送管網(wǎng)，氫氣輸送管網(wǎng)上連接加氣口?？刂颇K分別連接人機(jī)交互模塊、通信模塊、計(jì)量模塊、充氣模塊；所述計(jì)量模塊、充氣模塊均連接至氫氣輸送管網(wǎng)。本實(shí)用新型一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，可以方便的在傳統(tǒng)加氫站一定范圍內(nèi)布置，大大提升未來(lái)氫燃料汽車(chē)燃料添加的效率，使燃料添加過(guò)程更加便捷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
_種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種分布式氫燃料加氣站，具體是一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池是一種將燃料與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，而氫燃料電池就是以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后不僅能產(chǎn)生電能，反應(yīng)物也是清潔無(wú)污染的水，是未來(lái)汽車(chē)?yán)硐氲娜剂线x擇。目前燃料電池汽車(chē)的氫燃料加注，一般在專(zhuān)門(mén)的加氫站進(jìn)行，由于現(xiàn)在加氫站的建設(shè)速度緩慢，而且站內(nèi)所能容納的加氫車(chē)輛十分有限，對(duì)于氫燃料電池汽車(chē)的普及使用造成了一定的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，可以方便的在傳統(tǒng)加氫站一定范圍內(nèi)布置，大大提升未來(lái)氫燃料汽車(chē)燃料添加的效率，使燃料添加過(guò)程更加便捷。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，包括LED照明裝置、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置。LED照明裝置、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置均連接供電電源。所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置包括控制模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、安全模塊、人機(jī)交互模塊、通信模塊、計(jì)量模塊、充氣模塊。供電電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊連接安全模塊，安全模塊連接氫氣輸送管網(wǎng)，氫氣輸送管網(wǎng)上連接加氣口?？刂颇K分別連接人機(jī)交互模塊、通信模塊、計(jì)量模塊、充氣模塊;所述計(jì)量模塊、充氣模塊均連接至氫氣輸送管網(wǎng)。
[0006]控制模塊的核心部件是MCU微處理器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)分布式加氣站的功能控制；
[0007]電源轉(zhuǎn)換模塊用于將供電電源進(jìn)行變換后，為整個(gè)分布式加氣站提供電源；
[0008]安全模塊用來(lái)保障加氣站的電氣安全，必要時(shí)候切斷充氣站的電力和氫氣供應(yīng)；
[0009]人機(jī)交互模塊包含觸摸屏、掃碼器、非接觸式讀卡器；用以實(shí)現(xiàn)加氣站運(yùn)行信息的顯示、用戶(hù)控制參數(shù)的輸入和支付結(jié)算的功能；
[0010]通信模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)加氣站的定位、加氣站狀態(tài)參數(shù)的上傳和下載還有消費(fèi)信息的傳輸?shù)裙δ埽?br>[0011]計(jì)量模塊用于實(shí)時(shí)測(cè)量氫氣的加注量，為分布式加氣站的計(jì)費(fèi)提供數(shù)據(jù)。
[0012]所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置包括箱體，所述箱體上設(shè)置有觸摸屏、非接觸式讀卡器、加氣口、加氣管的掛鉤。氫氣輸送管網(wǎng)延伸至箱體內(nèi)。
[0013]所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置設(shè)有手動(dòng)停止按鈕，手動(dòng)停止按鈕采用雙觸點(diǎn)模式，其動(dòng)作觸點(diǎn)為常閉類(lèi)型；一個(gè)觸點(diǎn)接入接入控制充電電源通斷的交流接觸器線圈回路中，當(dāng)按下急停按鈕時(shí)，交流接觸線圈回路斷開(kāi)，切斷供電回路；另一個(gè)觸點(diǎn)接入故障檢測(cè)電路中。
[0014]所述安全模塊包括緊急停止單元和電氣防護(hù)單元。
[0015]所述充氣模塊包括壓縮機(jī)、加氣控制電路，壓縮機(jī)通過(guò)接觸器連接加氣控制電路，加氣控制電路連接控制模塊。
[0016]所述電源轉(zhuǎn)換模塊為開(kāi)關(guān)電源，用于將供電電源S變換為加氣站內(nèi)部供電可用的等級(jí)。
[0017]所述計(jì)量模塊包括氣體質(zhì)量流量計(jì)，
[0018]所述通信模塊為GSM/GpRS模塊。
[0019]本實(shí)用新型一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020]1)、充分利用城市道路照明路燈數(shù)量多、分布廣的優(yōu)勢(shì)，將氫燃料汽車(chē)加氣站和LED節(jié)能型路燈整合，不需額外開(kāi)辟專(zhuān)門(mén)的土地用以氫動(dòng)力汽車(chē)專(zhuān)用加氣站的建設(shè)，大大提高了加氣的便捷程度。
[0021]2)、加氣站的供電電源可以和LED路燈系統(tǒng)公用，無(wú)須另外鋪設(shè)供電線路。
[0022]3)、加氣站帶有安全保護(hù)模塊，保障加氣過(guò)程安全?？梢宰詣?dòng)或手動(dòng)停止加氣。保障加氣安全。
[0023]4)、該種加氣站所具有的通訊模塊，能夠使得用戶(hù)快速的對(duì)空閑狀態(tài)的加氣站進(jìn)行定位，提升了加氣的效率，并能使總站實(shí)時(shí)了解各個(gè)分布式加氣站的狀態(tài)。加氣完畢后，加氣站會(huì)通過(guò)通信模塊自動(dòng)向用戶(hù)的手機(jī)發(fā)送充電回執(zhí)，提醒取車(chē)地點(diǎn)。
[0024]5)、該種加氣站的消費(fèi)結(jié)算方式多樣，不僅支持紅外線二維碼識(shí)別，更能支持未來(lái)基于RFID技術(shù)的非接觸式支付方式。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型的氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型的氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置內(nèi)部硬件連接示意圖。
[0028]圖4為本實(shí)用新型的加氣控制模塊連接示意圖。
[0029]圖5為本實(shí)用新型的加氣控制電路圖。
[0030]圖6為本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊電路圖。
[0031 ]圖7為本實(shí)用新型的通信模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]—種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，包括LED照明裝置、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置。LED照明裝置1、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置2均連接供電電源S。
[0033]所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置2包括控制模塊2.1、電源轉(zhuǎn)換模塊2.2、安全模塊2.3、人機(jī)交互模塊2.4、通信模塊2.5、計(jì)量模塊2.6、充氣模塊2.7;
[0034]供電電源S通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊2.2連接安全模塊2.3，安全模塊2.3連接氫氣輸送管網(wǎng)8，氫氣輸送管網(wǎng)8上連接加氣口 7 ；
[0035]控制模塊2.1分別連接人機(jī)交互模塊2.4、通信模塊2.5、計(jì)量模塊2.6、充氣模塊2.7；所述計(jì)量模塊2.6、充氣模塊2.7均連接至氫氣輸送管網(wǎng)8。
[0036]所述控制模塊2.1的核心部件是MCU微處理器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)分布式加氣站的功能控制；電源轉(zhuǎn)換模塊2.2用于將供電電源S進(jìn)行變換后，為整個(gè)分布式加氣站提供電源；
[0037]安全模塊2.3用來(lái)保障加氣站的電氣安全，必要時(shí)候切斷充氣站的電力和氫氣供應(yīng)；
[0038]人機(jī)交互模塊2.4包含觸摸屏3、掃碼器、非接觸式讀卡器6;用以實(shí)現(xiàn)加氣站運(yùn)行信息的顯示、用戶(hù)控制參數(shù)的輸入和支付結(jié)算的功能；
[0039]通信模塊2.5用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)加氣站的定位、加氣站狀態(tài)參數(shù)的上傳和下載還有消費(fèi)信息的傳輸?shù)裙δ埽?br>[0040]計(jì)量模塊2.6用于實(shí)時(shí)測(cè)量氫氣的加注量，為分布式加氣站的計(jì)費(fèi)提供數(shù)據(jù)。
[0041]所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置2包括箱體，所述箱體上設(shè)置有觸摸屏3、非接觸式讀卡器6、加氣口 7、加氣管的掛鉤4。氫氣輸送管網(wǎng)8延伸至箱體內(nèi)。
[0042]所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置2設(shè)有手動(dòng)停止按鈕5，手動(dòng)停止按鈕5采用雙觸點(diǎn)模式，其動(dòng)作觸點(diǎn)為常閉類(lèi)型；一個(gè)觸點(diǎn)接入接入控制充電電源通斷的交流接觸器線圈回路中，當(dāng)按下急停按鈕時(shí)，交流接觸線圈回路斷開(kāi)，切斷供電回路；另一個(gè)觸點(diǎn)接入故障檢測(cè)電路中。加氣站工作時(shí)會(huì)通過(guò)故障檢測(cè)電路檢測(cè)急停按鈕的狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)急停按鈕動(dòng)作，則進(jìn)行故障提示。
[0043]圖3為控制模塊2.1的核心是低功耗、高性能的微處理器，這里選用型號(hào)為STM32F103ZET6 的芯片。
[0044]安全模塊2.3包括緊急停止單元和電氣防護(hù)單元。電氣防護(hù)單元主要作用是對(duì)加氣站的供電回路的短路、漏電和雷擊等意外情況進(jìn)行保護(hù)。電氣防護(hù)主要用硬件防護(hù)的方式實(shí)現(xiàn)，硬件防護(hù)由相關(guān)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，包括短路器(型號(hào)為Schneider C65)、防漏電保護(hù)器(CHNT DZ47LE-63)、電涌保護(hù)器(RDSP6)。
[0045]如圖4所示，所述充氣模塊2.7包括壓縮機(jī)、加氣控制電路，壓縮機(jī)通過(guò)接觸器連接加氣控制電路，加氣控制電路連接控制模塊2.1。
[0046]所述電源轉(zhuǎn)換模塊2.2為開(kāi)關(guān)電源，用于將供電電源S變換為加氣站內(nèi)部供電可用的等級(jí)。
[0047]圖4為加氣控制模塊連接示意圖。遵循低壓控制高壓原則，交流接觸器對(duì)高性能壓縮機(jī)的運(yùn)行直接控制。因此對(duì)交流接觸器的控制采用了多級(jí)串聯(lián)控制結(jié)構(gòu)，利用小型直流繼電器作為控制媒介，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)通過(guò)板載控制電路對(duì)交流接觸器的控制。此處交流接觸器選用的是ABB公司的BC16型，額定電流為40A，線圈電壓12V DC，繼電器選用的是松下公司的ALD105型(線圈電壓5V DC)功率繼電器。
[0048]圖5為加氣控制電路圖。當(dāng)STM32處理器向指定加氣控制電路的GP1管腳發(fā)出低電平信號(hào)后，控制信號(hào)使三極管導(dǎo)通，5V DC電源輸出，繼電器觸點(diǎn)閉合，導(dǎo)致12V DC電壓輸出，交流接觸器觸點(diǎn)閉合，加氣站壓縮機(jī)運(yùn)行加氣。若向GP1管腳發(fā)出高電平信號(hào)，則交流接觸器觸點(diǎn)斷開(kāi)，加氣控制電路斷開(kāi)，停止加氣。
[0049]電源轉(zhuǎn)換模塊2.2的核心是開(kāi)關(guān)電源，主要功能是將市政路燈系統(tǒng)的供電電源變換為加氣站內(nèi)部供電可用的等級(jí)。如圖6所示為電源轉(zhuǎn)換模塊2.2為控制模塊2.1、供電的電路原理圖。
[0050]圖3的計(jì)量模塊2.6的核心是氣體質(zhì)量流量計(jì)，可對(duì)潔凈的氫氣進(jìn)行計(jì)量，將測(cè)得的數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，作為加氣費(fèi)用的結(jié)算依據(jù)。
[0051]圖3的人機(jī)交互模塊2.4由兩部分組成，一部分是帶觸摸功能的顯示屏，一部分是多功能的讀卡器。顯示屏選用型號(hào)為QY-F080-S的觸控顯示器，屏幕大小8’ ’，分辨率為800X 600。多功能讀卡器集成有紅外掃碼器，和RFID讀卡器。紅外掃碼器型號(hào)為Dataman 100型，支持一維或二維碼讀取，RFID讀卡器模塊型號(hào)為MFRC522，支持非接觸式IC卡讀取。
[0052]圖3所示通信模塊的核心為T(mén)elit公司的GSM/GPRS模塊，型號(hào)為GE864-GPS，擁有四頻GSM/GPRS通訊和輔助全球定位系統(tǒng)(A-GPS)功能。通信模塊的原理示意圖如圖7所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，包括LED照明裝置(I )、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置(2)，其特征在于，LED照明裝置(1)、氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置(2)均連接供電電源(S);所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置(2)包括控制模塊(2.1)、電源轉(zhuǎn)換模塊(2.2)、安全模塊(2.3)、人機(jī)交互模塊(2.4)、通信模塊(2.5)、計(jì)量模塊(2.6)、充氣模塊(2.7);供電電源(S )通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊(2.2 )連接安全模塊(2.3)，安全模塊(2.3 )連接氫氣輸送管網(wǎng)(8 )，氫氣輸送管網(wǎng)(8)連接加氣口( 7);控制模塊(2.1)分別連接人機(jī)交互模塊(2.4)、通信模塊(2.5)、計(jì)量模塊(2.6)、充氣模塊(2.7);所述計(jì)量模塊(2.6)、充氣模塊(2.7)均連接至氫氣輸送管網(wǎng)(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述控制模塊(2.1)的核心部件是MCU微處理器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)分布式加氣站的功能控制；電源轉(zhuǎn)換模塊(2.2)用于將供電電源(S)進(jìn)行變換后，為整個(gè)分布式加氣站提供電源;安全模塊(2.3)用來(lái)保障加氣站的電氣安全，必要時(shí)候切斷充氣站的電力和氫氣供應(yīng);人機(jī)交互模塊(2.4)包含觸摸屏(3)、掃碼器、非接觸式讀卡器(6);用以實(shí)現(xiàn)加氣站運(yùn)行信息的顯示、用戶(hù)控制參數(shù)的輸入和支付結(jié)算的功能;通信模塊(2.5 )用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)加氣站的定位、加氣站狀態(tài)參數(shù)的上傳和下載還有消費(fèi)信息的傳輸?shù)裙δ?計(jì)量模塊(2.6)用于實(shí)時(shí)測(cè)量氫氣的加注量，為分布式加氣站的計(jì)費(fèi)提供數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置(2)包括箱體，所述箱體上設(shè)置有觸摸屏(3)、非接觸式讀卡器(6)、加氣口(7)、加氣管的掛鉤(4)，氫氣輸送管網(wǎng)(8)延伸至箱體內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述氫燃料電池汽車(chē)加氣裝置(2)設(shè)有手動(dòng)停止按鈕(5)，手動(dòng)停止按鈕(5)采用雙觸點(diǎn)模式，其動(dòng)作觸點(diǎn)為常閉類(lèi)型；一個(gè)觸點(diǎn)接入接入控制充電電源通斷的交流接觸器線圈回路中，當(dāng)按下急停按鈕時(shí)，交流接觸線圈回路斷開(kāi)，切斷供電回路;另一個(gè)觸點(diǎn)接入故障檢測(cè)電路中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述安全模塊(2.3)包括緊急停止單元和電氣防護(hù)單元。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述充氣模塊(2.7)包括壓縮機(jī)、加氣控制電路，壓縮機(jī)通過(guò)接觸器連接加氣控制電路，加氣控制電路連接控制模塊2.1。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換模塊(2.2)為開(kāi)關(guān)電源，用于將供電電源(S)變換為加氣站內(nèi)部供電可用的等級(jí)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述計(jì)量模塊(2.6)包括氣體質(zhì)量流量計(jì)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于LED路燈系統(tǒng)的分布式氫燃料加氣站，其特征在于，所述通信模塊(2.5)為GSM/GPRS模塊。
【文檔編號(hào)】F21V33/00GK205560270SQ201620392296
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】黃悅?cè)A, 曹詩(shī)龍, 程江洲, 袁雪珺, 張迪
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)