CN104051767A - 一种氢氧燃料电池系统用控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢氧燃料电池系统用控制装置，它涉及氢氧燃料电池系统技术领域。它包括中央控制单元、模拟信号采集模块、变频器、执行器、循环泵、电堆单体电压采集模块和上位机，中央控制单元分别与模拟信号采集模块、变频器、执行器、循环泵、电堆单体电压采集模块、上位机双向连接；所述的中央控制单元与电堆单体电压采集模块、上位机均通过CAN总线连接；所述的中央控制单元与变频器通过RS485总线连接。本发明结构简单，设计合理，燃料和氧化剂能循环利用，拓展性强，提供保护功能，最大限度保证系统和工作人员的安全。

Description

一种氢氧燃料电池系统用控制装置
技术领域
本发明涉及的是氢氧燃料电池系统技术领域，具体涉及一种氢氧燃料电池系统用控制装置。
背景技术
氢氧燃料电池是氢气(燃料)和氧气(氧化剂)在质子交换膜(电解质和催化剂)的作用下发生反应而产生电能的一种发生装置，具有比能量高、容量大、功率高等优点，在航天、军事上均有使用，但在量产商业化上还未有一套成熟的控制方案。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种氢氧燃料电池系统用控制装置，结构简单，设计合理，燃料和氧化剂能循环利用，拓展性强，提供保护功能，最大限度保证系统和工作人员的安全。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种氢氧燃料电池系统用控制装置，包括执行器和上位机；其特征在于，其还包括：
中央控制单元，负责采集系统运行的参数及控制所有执行单元；
模拟信号采集模块，用于采集装置中温度、压力、电压的模拟信号；
变频器，用去驱动水泵；
循环泵，用于将尾排的氢气或氧气抽运回电堆中循环利用；
电堆单体电压采集模块，负责采集电堆单电池的电压值，并传递给上位机G，同时将最低单体电压和最高单体电压信息传给中央控制单元A用于分析判断；
中央控制单元分别与模拟信号采集模块、变频器、执行器、循环泵、电堆单体电压采集模块、上位机双向连接。
作为优选，所述的中央控制单元与电堆单体电压采集模块、上位机均通过CAN总线连接。
作为优选，所述的中央控制单元与变频器通过RS485总线连接。
作为优选，所述的模拟信号采集模块采用温度、压力、电压模拟信号采集模块。
作为优选，所述的执行器采用电磁阀、继电器、接触器执行器。
本发明的有益效果：1、燃料电池系统的智能运行；
2、系统的手动测试运行；
3、堆内温度智能控制；
4、燃料和氧化剂循环利用，节约资源；
5、中央控制单元和电堆单体电压采集模块拓展性强；
6、运行数据全过程记录；
7、提供保护功能，最大限度保证氢氧系统和人员安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的通信网络结构图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种氢氧燃料电池系统用控制装置，包括中央控制单元A、模拟信号采集模块B、变频器C、执行器D、循环泵E、电堆单体电压采集模块F和上位机G，中央控制单元A分别与模拟信号采集模块B、变频器C、执行器D、循环泵E、电堆单体电压采集模块F、上位机G双向连接。
值得注意的是，所述的中央控制单元A与电堆单体电压采集模块F、上位机G均通过CAN总线连接，中央控制单元A与变频器C通过RS485总线连接。
值得注意的是，所述的模拟信号采集模块B采用温度、压力、电压模拟信号采集模块。
此外，所述的执行器D采用电磁阀、继电器、接触器执行器。
本具体实施方式中央控制单元A使用AD模块采集系统中的温度、压力、电压等模拟信号，使用DA模块输出模拟信号控制循环泵E的转速，循环泵E用于将尾排的氢气(氧气)抽运回电堆中循环利用，通过RS485总线通讯调节变频器C，变频器C用去驱动水泵，从而调节冷却循环水的转速；中央控制单元A、电堆单体电压采集模块F和上位机G使用CAN总线相互通信，中央控制单元A负责采集系统的运行参数及控制所有执行单元，通过CAN总线将参数及执行权交由上位机G，电堆单体电压采集模块F负责采集电堆单电池的电压值，并传递给上位机G，同时将最低单体电压和最高单体电压信息传给中央控制单元A用于分析判断。
本具体实施方式有两种运行模式：一种为上位机手动控制，一种为下位机全自动控制。在上位机手动控制模式下，执行器由上位机控制，中央控制单元代执行；下位机全自动控制模式下，上位机仅用于观测系统运行情况及启停系统。在两种模式下，系统均提供自动保护功能，即在检测到紧急故障如氢气泄露后，系统将切断电堆输出关闭氢气氧气供给，并提供报警信息给操作人员，最大限度保证安全。
本具体实施方式结构简单，设计合理，燃料和氧化剂能循环利用，拓展性强，提供保护功能，最大限度保证系统和工作人员的安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种氢氧燃料电池系统用控制装置，包括执行器(D)和上位机(G)；其特征在于，其还包括：
中央控制单元(A)，负责采集系统运行的参数及控制所有执行单元；
模拟信号采集模块(B)，用于采集装置中温度、压力、电压的模拟信号；
变频器(C)，用去驱动水泵；
循环泵(E)，用于将尾排的氢气或氧气抽运回电堆中循环利用；
电堆单体电压采集模块(F)，负责采集电堆单电池的电压值，并传递给上位机G，同时将最低单体电压和最高单体电压信息传给中央控制单元A用于分析判断；
所述中央控制单元(A)分别与模拟信号采集模块(B)、变频器(C)、执行器(D)、循环泵(E)、电堆单体电压采集模块(F)、上位机(G)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种氢氧燃料电池系统用控制装置，其特征在于，所述的中央控制单元(A)与电堆单体电压采集模块(F)、上位机(G)均通过CAN总线连接。
3.根据权利要求1所述的一种氢氧燃料电池系统用控制装置，其特征在于，所述的中央控制单元(A)与变频器(C)通过RS485总线连接。
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