一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，它涉及氫氧燃料電池系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括中央控制單元、模擬信號(hào)采集模塊、變頻器、執(zhí)行器、循環(huán)泵、電堆單體電壓采集模塊和上位機(jī)，中央控制單元分別與模擬信號(hào)采集模塊、變頻器、執(zhí)行器、循環(huán)泵、電堆單體電壓采集模塊、上位機(jī)雙向連接；所述的中央控制單元與電堆單體電壓采集模塊、上位機(jī)均通過(guò)CAN總線連接；所述的中央控制單元與變頻器通過(guò)RS485總線連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，燃料和氧化劑能循環(huán)利用，拓展性強(qiáng)，提供保護(hù)功能，最大限度保證系統(tǒng)和工作人員的安全。
【專利說(shuō)明】一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是氫氧燃料電池系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]氫氧燃料電池是氫氣(燃料)和氧氣(氧化劑)在質(zhì)子交換膜(電解質(zhì)和催化劑)的作用下發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電能的一種發(fā)生裝置，具有比能量高、容量大、功率高等優(yōu)點(diǎn)，在航天、軍事上均有使用，但在量產(chǎn)商業(yè)化上還未有一套成熟的控制方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，燃料和氧化劑能循環(huán)利用，拓展性強(qiáng)，提供保護(hù)功能，最大限度保證系統(tǒng)和工作人員的安全。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，包括執(zhí)行器和上位機(jī)；其特征在于，其還包括:
[0005]中央控制單元，負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)及控制所有執(zhí)行單元；
[0006]模擬信號(hào)采集模塊，用于采集裝置中溫度、壓力、電壓的模擬信號(hào)；
[0007]變頻器，用去驅(qū)動(dòng)水泵；
[0008]循環(huán)泵，用于將尾排的氫氣或氧氣抽運(yùn)回電堆中循環(huán)利用；
[0009]電堆單體電壓采集模塊，負(fù)責(zé)采集電堆單電池的電壓值，并傳遞給上位機(jī)G，同時(shí)將最低單體電壓和最高單體電壓信息傳給中央控制單元A用于分析判斷；
[0010]中央控制單元分別與模擬信號(hào)采集模塊、變頻器、執(zhí)行器、循環(huán)泵、電堆單體電壓采集模塊、上位機(jī)雙向連接。
[0011]作為優(yōu)選，所述的中央控制單元與電堆單體電壓采集模塊、上位機(jī)均通過(guò)CAN總線連接。
[0012]作為優(yōu)選，所述的中央控制單元與變頻器通過(guò)RS485總線連接。
[0013]作為優(yōu)選，所述的模擬信號(hào)采集模塊采用溫度、壓力、電壓模擬信號(hào)采集模塊。
[0014]作為優(yōu)選，所述的執(zhí)行器采用電磁閥、繼電器、接觸器執(zhí)行器。
[0015]本發(fā)明的有益效果:1、燃料電池系統(tǒng)的智能運(yùn)行；
[0016]2、系統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)試運(yùn)行；
[0017]3、堆內(nèi)溫度智能控制；
[0018]4、燃料和氧化劑循環(huán)利用，節(jié)約資源；
[0019]5、中央控制單元和電堆單體電壓采集模塊拓展性強(qiáng)；
[0020]6、運(yùn)行數(shù)據(jù)全過(guò)程記錄；
[0021]7、提供保護(hù)功能，最大限度保證氫氧系統(tǒng)和人員安全。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0026]參照?qǐng)D1-2，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，包括中央控制單元A、模擬信號(hào)采集模塊B、變頻器C、執(zhí)行器D、循環(huán)泵E、電堆單體電壓采集模塊F和上位機(jī)G，中央控制單元A分別與模擬信號(hào)采集模塊B、變頻器C、執(zhí)行器D、循環(huán)泵E、電堆單體電壓采集模塊F、上位機(jī)G雙向連接。
[0027]值得注意的是，所述的中央控制單元A與電堆單體電壓采集模塊F、上位機(jī)G均通過(guò)CAN總線連接，中央控制單元A與變頻器C通過(guò)RS485總線連接。
[0028]值得注意的是，所述的模擬信號(hào)采集模塊B采用溫度、壓力、電壓模擬信號(hào)采集模塊。
[0029]此外，所述的執(zhí)行器D采用電磁閥、繼電器、接觸器執(zhí)行器。
[0030]本【具體實(shí)施方式】中央控制單元A使用AD模塊采集系統(tǒng)中的溫度、壓力、電壓等模擬信號(hào)，使用DA模塊輸出模擬信號(hào)控制循環(huán)泵E的轉(zhuǎn)速，循環(huán)泵E用于將尾排的氫氣(氧氣)抽運(yùn)回電堆中循環(huán)利用，通過(guò)RS485總線通訊調(diào)節(jié)變頻器C，變頻器C用去驅(qū)動(dòng)水泵，從而調(diào)節(jié)冷卻循環(huán)水的轉(zhuǎn)速；中央控制單元A、電堆單體電壓采集模塊F和上位機(jī)G使用CAN總線相互通信，中央控制單元A負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)及控制所有執(zhí)行單元，通過(guò)CAN總線將參數(shù)及執(zhí)行權(quán)交由上位機(jī)G，電堆單體電壓采集模塊F負(fù)責(zé)采集電堆單電池的電壓值，并傳遞給上位機(jī)G，同時(shí)將最低單體電壓和最高單體電壓信息傳給中央控制單元A用于分析判斷。
[0031]本【具體實(shí)施方式】有兩種運(yùn)行模式:一種為上位機(jī)手動(dòng)控制，一種為下位機(jī)全自動(dòng)控制。在上位機(jī)手動(dòng)控制模式下，執(zhí)行器由上位機(jī)控制，中央控制單元代執(zhí)行；下位機(jī)全自動(dòng)控制模式下，上位機(jī)僅用于觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況及啟停系統(tǒng)。在兩種模式下，系統(tǒng)均提供自動(dòng)保護(hù)功能，即在檢測(cè)到緊急故障如氫氣泄露后，系統(tǒng)將切斷電堆輸出關(guān)閉氫氣氧氣供給，并提供報(bào)警信息給操作人員，最大限度保證安全。
[0032]本【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，燃料和氧化劑能循環(huán)利用，拓展性強(qiáng)，提供保護(hù)功能，最大限度保證系統(tǒng)和工作人員的安全。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，包括執(zhí)行器(D)和上位機(jī)(G);其特征在于，其還包括: 中央控制單元(A)，負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)及控制所有執(zhí)行單元； 模擬信號(hào)采集模塊(B)，用于采集裝置中溫度、壓力、電壓的模擬信號(hào)； 變頻器(C)，用去驅(qū)動(dòng)水泵； 循環(huán)泵(E)，用于將尾排的氫氣或氧氣抽運(yùn)回電堆中循環(huán)利用； 電堆單體電壓采集模塊(F)，負(fù)責(zé)采集電堆單電池的電壓值，并傳遞給上位機(jī)G，同時(shí)將最低單體電壓和最高單體電壓信息傳給中央控制單元A用于分析判斷； 所述中央控制單元(A)分別與模擬信號(hào)采集模塊(B)、變頻器(C)、執(zhí)行器(D)、循環(huán)泵(E)、電堆單體電壓采集模塊(F)、上位機(jī)(G)雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，其特征在于，所述的中央控制單元(A)與電堆單體電壓采集模塊(F)、上位機(jī)(G)均通過(guò)CAN總線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫氧燃料電池系統(tǒng)用控制裝置，其特征在于，所述的中央控制單元(A)與變頻器(C)通過(guò)RS485總線連接。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK104051767SQ201410267590
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】顧榮鑫, 馬天才, 周明祥 申請(qǐng)人:弗爾賽（上海）能源科技有限公司