CN109546185B - 一种甲醇重整燃料电池的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醇重整燃料电池的控制系统，包括主控单元、燃料箱、燃料电池单元和锂电池组，所述主控单元分别与锂电池组、燃料箱、燃料电池单元、4G模块、逆变器和DC/DC模块实现双向连接，所述主控单元的输出端与燃料箱的输入端连接，本发明涉及甲醇燃料电池技术领域。该甲醇重整燃料电池的控制系统，提高了测量精度和控制精度，解决了现有的甲醇重整燃料电池中空气流量的检测依靠进气压力和温度信号计算得出，这样计量不是很精确，重整室甲醇水喷射量就是通过空气进气量计算得出，这样的喷射精度较低，同时采用电磁继电器控制加热，控制精度不高，在对每个功能采用单独的模块控制，使得结构和体积比较复杂，影响使用和维修的问题。
Description
技术领域
本发明涉及甲醇燃料电池技术领域，具体为一种甲醇重整燃料电池的控制系统。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高，另外，燃料电池用燃料和氧气作为同时没有机械传动部件，故没有噪声污染源，排放出的有害气体极少，由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
现有的甲醇重整燃料电池中空气流量的检测依靠进气压力和温度信号计算得出，在重整室甲醇水喷射量就是通过空气进气量计算得出，这样的喷射精度较低，同时采用电磁继电器控制加热，控制精度不高，在对每个功能采用单独的模块控制，使得结构和体积比较复杂，影响使用和维修。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种甲醇重整燃料电池的控制系统，解决了现有的甲醇重整燃料电池中空气流量的检测依靠进气压力和温度信号计算得出，这样计量不是很精确，重整室甲醇水喷射量就是通过空气进气量计算得出，这样的喷射精度较低，同时采用电磁继电器控制加热，控制精度不高，在对每个功能采用单独的模块控制，使得结构和体积比较复杂，影响使用和维修的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种甲醇重整燃料电池的控制系统，包括主控单元、燃料箱、燃料电池单元和锂电池组，所述主控单元分别与锂电池组、燃料电池单元、4G模块、逆变器和DC/DC模块实现双向连接，所述主控单元的输出端与燃料箱的输入端连接，所述燃料箱的输出端与燃料电池单元的输入端连接，所述燃料电池单元的输出端与DC/DC模块的输入端连接，所述锂电池组通过导线分别与DC/DC模块、制氢单元、燃料箱、主控单元和逆变器实现双向连接，所述逆变器的输出端分别与负载模块的输入端和通信模块的输入端连接，所述通信模块通过4G模块天线与远程服务器实现双向连接。
优选的，所述主控单元包括CPU模块、液位传感处理模块、压力传感处理模块、通信电路、电源模块、油泵控制模块和声光报警模块，所述液位传感处理模块的输出端、压力传感处理模块的输出端、通信电路的输出端、电源模块的输出端、油泵控制模块的输出端和声光报警模块的输出端均与CPU模块的输入端连接。
优选的，所述燃料电池单元由六组5KW甲醇燃料电池模组、传感单元和控制单元组成，且5KW甲醇燃料电池模组分别与传感单元和控制单元实现双向连接。
优选的，所述传感单元包括送风压力温度传感器、加热温度传感器、宽域氧传感器、压力传感器、氢气漏气检测模块、电压电流检测模块和空气质量流量检测模块。
优选的，所述控制单元包括送氧风机控制模块、燃料喷嘴控制模块，散热风机驱动模块、重整风机驱动模块、冷却液控制模块、步进电机控制模块、继电器控制模块。
优选的，所述送风压力温度传感器、加热温度传感器、宽域氧传感器、压力传感器、氢气漏气检测模块、电压电流检测模块和空气质量流量检测模块的输出端均与CPU模块的输入端连接，所述送氧风机控制模块、燃料喷嘴控制模块，散热风机驱动模块、重整风机驱动模块、冷却液控制模块、步进电机控制模块、继电器控制模块的输入端均与CPU模块的输出端连接。
优选的，所述宽域氧传感器信号处理电路由氧传感器加热控制电路、泵氧源电路和氧信号处理电路组成，所述空气质量流量检测模块由空气质量流量计送来的空气质量流量模拟量信号经信号处理电路后送入CPU模块内部。
优选的，所述通信电路由通信芯片和外围电路组成的485通信电路和逆变器的通信数据经过通信模块送入CPU模块后由CAN通讯芯片和外围电路组成的CAN通信电路实现CPU模块和外部各单元电路的通信，所述通信模块的串口通信经通信电路直接和CPU模块连接完成4G模块的通信连接。
优选的，所述燃料箱顶部安装有上盖，所述上盖由上而下依次设有外皮、加强板和底板，在底板上设有若干个贯通孔，为进气口，在上盖的后部设有出风口；燃料电池箱内设有多个燃料电池反应单元，每个反应单元均设有出风口，各个出风口对应不同的进气口及相应气道，各个反应单元产生的混合气体依次通过出风口、进气口，沿着气道经出风口排到大气中，所述气道是由外皮、底板以及位于它们之间的若干道长短不一的加强板构成的若干个独立的隔离通道；所述外皮为两个，采用相同的两块折弯部件进行折弯处理而得；所述上盖还包括盖板左加强板和盖板右加强板，它们分别用于在外皮的两边折弯处增强支撑力；所述加强板平行、均匀设置；所述加强板为折弯部件上下部进行折弯处理而得；加强板的上部与外皮铆接，下部与底板铆接；加强板与外皮之间、底板与加强板之间均以铆接的形式连接；所述底板以设有出风口一侧为尾部，相对一侧为前部，在前部设有盖板前面板，其与底板铆接；底板的尾部与出风口通过上盖后筋铆接；所述底板的底部贴有隔热板；所述燃料箱内部还包括用于将混合气体吹入各个气道的风机。
优选的，所述液位传感处理模块由电极个体基准电极，以及电极个体电极矩阵构成；所述电极个体基准电极电容耦合到所述电极个体电极矩阵内的每个电极个体；以及电耦合到所述电极个体电极矩阵的控制模块，所述控制模块用于测量所述电极个体基准电极与所述电极个体电极矩阵之间的电容耦合；所述电极个体电极矩阵包括多个电极个体，多个所述电极个体在所述探测部的纵向方向上连续地设置；所述探测部根据所述液体电解质电池内的液体的水平而提供可变电容；所述电极个体电极矩阵从所述电极个体基准电极侧向偏移并且与所述电极个体基准电极在长度上共同延伸；所述探测部还包括在所述探测部的端部上的温度感知器。
（三）有益效果
本发明提供了一种甲醇重整燃料电池的控制系统。具备以下有益效果：
（1）、该甲醇重整燃料电池的控制系统，通过主控单元分别与锂电池组、燃料电池单元、4G模块、逆变器和DC/DC模块实现双向连接，主控单元的输出端与燃料箱的输入端连接，燃料箱的输出端与甲醇燃料电池单元的输入端连接，燃料电池单元的输出端与DC/DC模块的输入端连接，锂电池组通过导线分别与DC/DC模块、燃料电池单元、燃料箱、主控单元和逆变器实现双向连接，逆变器的输出端分别与负载模块的输入端和通信模块的输入端连接，通信模块通过4G模块天线与远程服务器实现双向连接，配合主控单元、燃料箱、燃料电池单元、锂电池组、4G模块、逆变器、DC/DC模块、负载模块和通信模块的设置，提高了测量精度和控制精度，解决了现有的甲醇重整燃料电池中空气流量的检测依靠进气压力和温度信号计算得出，这样计量不是很精确，重整室甲醇水喷射量就是通过空气进气量计算得出，这样的喷射精度较低，同时采用电磁继电器控制加热，控制精度不高，在对每个功能采用单独的模块控制，使得结构和体积比较复杂，影响使用和维修的问题。
（2）、该甲醇重整燃料电池的控制系统，通过控制单元包括送氧风机控制模块、燃料喷嘴控制模块，散热风机驱动模块、重整风机驱动模块、冷却液控制模块、步进电机控制模块、继电器控制模块，继电器控制模块由CPU模块送出的控制信号经驱动电路后控制加热丝继电器和加热棒继电器工作，增加继电器控制模块对加热电流实现脉宽调节，使用固态继电器，提高了对温度的控制精度。
（3）、该甲醇重整燃料电池的控制系统，通过传感单元包括送风压力温度传感器、加热温度传感器、宽域氧传感器、压力传感器、氢气漏气检测模块、电压电流检测模块和空气质量流量检测模块，宽域氧传感器信号处理电路由氧传感器加热控制电路、泵氧源电路和氧信号处理电路组成，空气质量流量检测模块由空气质量流量计送来的空气质量流量信号经信号处理电路后送入CPU模块内部，增加宽域氧传感器，检测尾气中氧含量的同时对甲醇水的喷射量进行修正，在提高了喷射精度、节约燃料的同时又减少了废气对环境的污染，增加空气质量流量检测模块，提高了空气进气量计算精度。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明主控单元的系统原理框图；
图3为本燃料电池单元的系统原理框图；
图4为本发明燃料电池单元主控系统原理连接框图；
图5为本发明传感单元的系统原理框图；
图6为本发明控制单元的系统原理框图；
图7为本发明燃料箱示意图；
图8为本发明液位传感处理模块示意图。
图中，1—主控单元、2—燃料箱、3—燃料电池单元、4—锂电池组、5—4G模块、6—逆变器、7—DC/DC模块、8—负载模块、9—通信模块、10—CPU模块、11—液位传感处理模块、12—压力传感处理模块、13—通信电路、14—电源模块、15—油泵控制模块、16—声光报警模块、17—5KW甲醇燃料电池模组、18—散热风机驱动模块、19—重整风机驱动模块、20—冷却液控制模块、21—步进电机控制模块、22—继电器控制模块、23—传感单元、24—控制单元、25—送风压力温度传感器、26—加热温度传感器、27—宽域氧传感器、28—压力传感器、29—氢气漏气检测模块、30—电压电流检测模块、31—空气质量流量检测模块、32—送氧风机控制模块、33—燃料喷嘴控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种甲醇重整燃料电池的控制系统，包括主控单元1、燃料箱2、燃料电池单元3和锂电池组4，主控单元1分别与锂电池组4、燃料电池单元3、4G模块5、逆变器6和DC/DC模块7实现双向连接，4G模块5能够实现技术人员对发电设备的远程控制和软件升级，还能实现远程故障诊断和设备工作数据流的采集和分析，主控单元1的输出端与燃料箱2的输入端连接，燃料箱2的输出端与燃料电池单元3的输入端连接，燃料电池单元3的输出端与DC/DC模块7的输入端连接，锂电池组4通过导线分别与DC/DC模块7、燃料电池单元3、燃料箱2、主控单元1和逆变器6实现双向连接，配合主控单元1、燃料箱2、燃料电池单元3、锂电池组4、4G模块5、逆变器6、DC/DC模块7、负载模块8和通信模块9的设置，提高了测量精度和控制精度，解决了现有的甲醇重整燃料电池中空气流量的检测依靠进气压力和温度信号计算得出，这样计量不是很精确，重整室甲醇水喷射量就是通过空气进气量计算得出，这样的喷射精度较低，同时采用电磁继电器控制加热，控制精度不高，在对每个功能采用单独的模块控制，使得结构和体积比较复杂，影响使用和维修的问题，逆变器6的输出端分别与负载模块8的输入端和通信模块9的输入端连接，通信模块9与4G模块5实现双向连接，主控单元1包括CPU模块10、液位传感处理模块11、压力传感处理模块12、通信电路13、电源模块14、油泵控制模块15和声光报警模块16，液位传感处理模块11的输出端、压力传感处理模块12的输出端、通信电路13的输出端、电源模块14的输出端、油泵控制模块15的输入端和声光报警模块16的输出端均与CPU模块10的输入端和输出端连接，相关控制驱动电路和CPU电路集中在一个电路板上，采用铝壳封装既减小了体积又方便连接，同时还提高了抗干扰能力，外围控制电路只用到一个继电器控制盒，液位传感器信号来自甲醇箱内部的传感器电信号经信号处理电路后的信号送入CPU，压力传感器信号来自甲醇管路上的压力传感器电压信号经信号处理电路后的信号送入CPU，电源电路由电源芯片和相关电路组成给CPU和传感器提供工作电源，油泵控制电路由CPU送出的控制信号经驱动电路后控制油泵工作，CPU模块10由CPU芯片和相关时钟电路、复位电路组成，声光报警模块16由CPU模块10送出的信号经驱动电路后控制蜂鸣器和报警灯工作提示故障信息，燃料电池单元3由六组5KW甲醇燃料电池模组17、传感单元23和控制单元24组成，且5KW甲醇燃料电池模组17分别与传感单元23和控制单元24实现双向连接，传感单元23包括送风压力温度传感器25、加热温度传感器26、宽域氧传感器27、压力传感器28、氢气漏气检测模块29、电压电流检测模块30和空气质量流量检测模块31，宽域氧传感器27信号处理电路由氧传感器加热控制电路、泵氧源电路和氧信号处理电路组成，空气质量流量检测模块31由空气质量流量计送来的空气质量流量信号经信号处理电路后送入CPU模块10内部，增加宽域氧传感器27，检测尾气中氧含量的同时对甲醇水的喷射量进行修正，在提高了喷射精度、节约燃料的同时又减少了废气对环境的污染，增加空气质量流量检测模块31，提高了空气进气量计算精度，控制单元24包括送氧风机控制模块32、燃料喷嘴控制模块33，散热风机驱动模块18、重整风机驱动模块19、冷却液控制模块20、步进电机控制模块21、继电器控制模块22，继电器控制模块22由CPU模块10送出的控制信号经驱动电路后控制加热丝继电器和加热棒继电器工作，增加继电器控制模块22对加热电流实现脉宽调节，使用固态继电器，提高了对温度的控制精度，送风压力温度传感器25、加热温度传感器26、宽域氧传感器27、压力传感器28、氢气漏气检测模块29、电压电流检测模块30和空气质量流量检测模块31的输出端均与CPU模块10的输入端连接，送氧风机控制模块32、燃料喷嘴控制模块33，散热风机驱动模块18、重整风机驱动模块19、冷却液控制模块20、步进电机控制模块21、继电器控制模块22的输出端均与CPU模块10的输入端连接，通信电路13由通信芯片和外围电路组成的485通信电路和逆变器6的通信数据经过通信模块9送入CPU模块10后由CAN通讯芯片和外围电路组成的CAN通信电路实现CPU模块10和外部各单元电路的通信，通信模块9的串口通信经通信电路13直接和CPU模块10连接完成4G模块5的通信连接。
工作时，送风压力温度传感器25电路经信号处理电路后送入CPU，加热温度传感器26电路经多路传感器信号处理电路处理后送入CPU芯片，压力传感器28电路传感器信号经信号处理后送入CPU电路，氢气漏气检测模块29电路由氢气检测传感器送来的信号经处理后送入CPU电路，电压电流检测模块30电路由传感器送来的信号经信号处理电路后送入CPU电路，电源电路由电源芯片和外围电路组成给CPU和传感器提供电源，送氧风机控制模块32电路由CPU输出的控制信号经驱动芯片和相关电路组成的驱动电路控制氧化风机无刷电机变频调速，燃料喷嘴控制模块33电路由CPU输出的控制信号经喷嘴驱动芯片和相关电路组成的驱动电路控制燃料喷嘴工作，并把故障自检反馈到CPU电路，散热风机驱动模块18电路由CPU送出的PWM信号经驱动电路后控制散热风机调速运转，重整风机驱动模块19电路由CPU输出的控制信号经驱动芯片和相关电路组成的驱动风机无刷电机变频调速，冷却液控制模块20电路由CPU送出的驱动信号经驱动电路控制冷却液循环泵运转，步进电机控制模块21电路由CPU送来的控制信号经驱动电路后输出控制氧气和氢气控制阀的开度，主控单元1控制燃料箱2燃料供给电路给燃料电池单元3提供所需燃料，同时燃料箱2的液位、压力和温度信号送回到主控单元1的电路中，主控单元1的电路通过CAN通信电路和燃料电池单元3内部每个制氢控制模块通信控制燃料电池模组按照负载的电压电流和功率需要工作输出直流电源到DC/DC模块7的电路中，同时制氢模组的工作状态信息通过CAN通信线反馈到主控单元1的电路中，主控单元1的电路通过CAN通信电路控制DC/DC模块7的电路输出给锂电池组4、充电电源和逆变器6供电输入电源，同时DC/DC模块7电路的电压、电流、温度等信息通过CAN通信电路反馈到主控单元1的电路中，主控单元1的电路通过CAN通信电路控制锂电池组4的充电和向外供电、同时锂电池组4的电量和工作电流等信息通过CAN通信电路反馈给主控单元1的电路，锂电池组4电路为主控单元1电路、DC/DC模块7电路、燃料电池单元3电路、燃料箱2和逆变器6等提供工作电源，主控单元1的电路通过485通信电路控制逆变器6把来自DC/DC模块7电路的直流电源和来自锂电池组4的直流电源输出为单相交流220V或三相380V交流市电为用户提供使用电源，逆变器6的工作状态和相关信息通过通信电路13反馈给主控单元1的电路，主控单元1的电路通过串口通信电路和4G模块5来实现远程参数更新，程序在线升级和故障上报功能。
根据图7所示，作为优选实施例，所述燃料箱2顶部安装有上盖34，所述上盖34由上而下依次设有外皮35、加强板36和底板37，在底板37上设有若干个贯通孔，为进气口39，在上盖34的后部设有出风口；燃料电池箱内设有多个燃料电池反应单元41，每个反应单元41均设有出风口，各个出风口对应不同的进气口39及相应气道43，各个反应单元41产生的混合气体依次通过出风口、进气口39，沿着气道43经出风口排到大气中，所述气道43是由外皮35、底板37以及位于它们之间的若干道长短不一的加强板36构成的若干个独立的隔离通道44；所述外皮35为两个，采用相同的两块折弯部件45进行折弯处理而得；所述上盖34还包括盖板左加强板36和盖板右加强板36，它们分别用于在外皮35的两边折弯处增强支撑力；所述加强板36平行、均匀设置；所述加强板36为折弯部件45上下部进行折弯处理而得；加强板36的上部与外皮35铆接，下部与底板37铆接；加强板36与外皮35之间、底板37与加强板36之间均以铆接的形式连接；所述底板37以设有出风口一侧为尾部，相对一侧为前部，在前部设有盖板前面板46，其与底板37铆接；底板37的尾部与出风口通过上盖34后筋铆接；所述底板37的底部贴有隔热板47；所述燃料箱2内部还包括用于将混合气体吹入各个气道43的风机。
上盖34的后部设有排气口40，用于排气和防止雨水倒灌；外皮35使得顶板的整个外观造型与车体的两侧平滑过渡，视觉效果好。两个外皮35通过搭接条铆接。上盖34还包括盖板左加强板36和盖板右加强板36，它们分别用于在外皮35的两边折弯处增强支撑力。加强板36平行、均匀设置，使得加强板36与外皮35和底板37的铆接位置亦均匀分布，减小应力集中，视觉效果好。加强板36为折弯部件45上下部进行折弯处理而得；加强板36的上部与外皮35铆接，下部与底板37铆接，形成四面密封的气道43，高效利用了外皮35。加强板36既充当了气道43的两个面，又充当了外皮35和底板37之间的加强筋，增强了整个上盖34的整体刚度。加强板36与外皮35之间、底板37与加强板36之间均以铆接的形式连接。外皮35上的铆接孔用于与加强板36铆接。底板37，以设有排气口40一侧为尾部，相对一侧为前部，在前部设有盖板前面板46，其与底板37铆接；底板37的尾部与排气口40通过上盖34后筋铆接。进气口39是在底板37上冲压除材而得，其与各个出风口的位置相对应。底板37的底部贴有隔热板47，防止燃料电池工作时发热过大，混合气体温升过大，造成顶板温升过大，影响上盖34的力学性能和外观尺寸。通过燃料电池箱内部风机的作用，将混合气体吹入各个气道43。
根据图8所示，作为优选实施例，所述液位传感处理模块11由电极个体基准电极50，以及电极个体电极矩阵51构成；所述电极个体基准电极50电容耦合到所述电极个体电极矩阵51内的每个电极个体52；以及电耦合到所述电极个体电极矩阵51的控制模块53，所述控制模块53用于测量所述电极个体基准电极50与所述电极个体电极矩阵51之间的电容耦合；所述电极个体电极矩阵51包括多个电极个体52，多个所述电极个体52在所述探测部54的纵向方向上连续地设置；所述探测部54根据所述液体电解质电池内的液体的水平而提供可变电容；所述电极个体电极矩阵51从所述电极个体基准电极50侧向偏移并且与所述电极个体基准电极50在长度上共同延伸；所述探测部54还包括在所述探测部54的端部上的温度感知器55。
液位传感器包括具有电容传感器的探测部54。电容传感器提供输出，该输出随着液位相对于探测部54的增高而变化，从而感测多个非零液位。液位传感器可以用于监测和提醒用户电解质水平，从而改善电池的寿命。液位传感器包括内部控制模块53和多个电极个体52。电极个体52包括一个或多个主电极个体52和一个或多个副电极个体52。一个或多个主电极个体52电容耦合到一个或多个副电极个体52以在它们之间限定电容。在电极个体52附近液体的存在改变了一个或多个主电极个体52与一个或多个副电极个体52之间的电容耦合。电容的这种变化由微控制模块53检测，其将该变化与液位相关联。然后提醒用户低液位，可选地在一个实施例中经由LED或在其他实施例中经由智能手机或平板电脑上的应用程序。而在其他实施例中，液位可以用于控制液体流动到电池单元。流动装置在一些实施例中可以控制泵，并且在其他实施例中可以控制阀。流动装置可以包括安装到每个电池单元的电动阀。电动阀可以响应于电解质达到所需水平而关闭。电极个体52仅包括主电极个体52，其在探测部54的纵向方向上连续地布置的电极个体电极矩阵51。主电极个体52包括由控制模块53测量的自电容。控制模块53将每个电极个体52的自电容与电解质的存在或不存在相关联，从而确定电解质液位。一个或多个主电极个体52包括电极个体电极矩阵51，并且一个或多个副电极个体52包括电极个体基准电极50。电极个体基准电极50关联到参考电压。电极个体电极矩阵51，每个电极个体52电耦合到微控制模块53。电极个体电极矩阵51内的每个电极个体52电容耦合到电极个体基准电极50，在它们之间限定互电容。在电极个体52对附近液体的存在引起互电容的变化。互电容的变化由微控制模块53检测，作为相对于当不存在液体时的电压增加。微控制模块53顺序地选通电极个体电极矩阵51内的每个电极个体52并测量其到电极个体基准电极50的电容耦合。因为电解质溶液是电地电容性的，所以电解质溶液的存在将引起电极个体电极矩阵51与电极个体基准电极50之间的电容耦合的变化。电极个体电极矩阵51的具有标称电容的部分由微控制模块53确定为高于液位，并且电极个体电极矩阵51的具有增加的电容的部分由微控制模块53确定为低于液位。如果焊盘至焊盘具有标称电容，同时焊盘至焊盘具有提高的电容，则微控制模块53可以确定液位在焊盘与焊盘之间。如果焊盘至焊盘具有标称电容，同时焊盘至焊盘具有提高的电容，则微控制模块53可以确定液位在焊盘与焊盘之间。如果焊盘至焊盘具有标称电容，则微控制模块53可以确定液位低于焊盘。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种甲醇重整燃料电池的控制系统，包括主控单元（1）、燃料箱（2）、燃料电池单元（3）和锂电池组（4），其特征在于：所述主控单元（1）分别与锂电池组（4）、燃料电池单元（3）、4G模块（5）、逆变器（6）和DC/DC模块（7）实现双向连接，所述主控单元（1）的输出端与燃料箱（2）的输入端连接，所述燃料箱（2）的输出端与燃料电池单元（3）的输入端连接，所述燃料电池单元（3）的输出端与DC/DC模块（7）的输入端连接，所述锂电池组（4）通过导线分别与DC/DC模块（7）、燃料电池单元（3）、燃料箱（2）、主控单元（1）和逆变器（6）实现双向连接，所述逆变器（6）的输出端分别与负载模块（8）的输入端和通信模块（9）的输入端连接，所述通信模块（9）通过天线与4G模块（5）实现双向连接；
所述主控单元（1）包括CPU模块（10）、液位传感处理模块（11）、压力传感处理模块（12）、通信电路（13）、电源模块（14）、油泵控制模块（15）和声光报警模块（16），所述液位传感处理模块（11）的输出端、压力传感处理模块（12）的输出端、通信电路（13）的输出端、电源模块（14）的输出端、油泵控制模块（15）的输入端和声光报警模块（16）的输入端均与CPU模块（10）的输入端和输出端连接；
所述燃料电池单元（3）由六组5KW甲醇燃料电池模组（17）、传感单元（23）和控制单元（24）组成，且5KW甲醇燃料电池模组（17）分别与传感单元（23）和控制单元（24）实现双向连接；
所述燃料箱（2）顶部安装有上盖（34），所述上盖（34）由上而下依次设有外皮（35）、加强板（36）和底板（37），在底板（37）上设有若干个贯通孔，为进气口（39），在上盖（34）的后部设有出风口；燃料电池箱内设有多个燃料电池反应单元（41），每个反应单元（41）均设有出风口，各个出风口对应不同的进气口（39）及相应气道（43），各个反应单元（41）产生的混合气体依次通过出风口、进气口（39），沿着气道（43）经出风口排到大气中，所述气道（43）是由外皮（35）、底板（37）以及位于它们之间的若干道长短不一的加强板（36）构成的若干个独立的隔离通道（44）；所述外皮（35）为两个，采用相同的两块折弯部件（45）进行折弯处理而得；所述上盖（34）左右两侧设有加强板（36），各个加强板（36）它们分别用于在外皮（35）的两边折弯处增强支撑力；所述加强板（36）平行、均匀设置；所述加强板（36）为折弯部件（45）上下部进行折弯处理而得；加强板（36）的上部与外皮（35）铆接，下部与底板（37）铆接；所述底板（37）以设有出风口一侧为尾部，相对一侧为前部，在前部设有盖板前面板（46），其与底板（37）铆接；底板（37）的尾部与出风口通过上盖（34）后筋铆接；所述底板（37）的底部贴有隔热板（47）；所述燃料箱（2）内部还包括用于将混合气体吹入各个气道（43）的风机。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述传感单元（23）包括送风压力温度传感器（25）、加热温度传感器（26）、宽域氧传感器（27）、压力传感器（28）、氢气漏气检测模块（29）、电压电流检测模块（30）和空气质量流量检测模块（31）。
3.根据权利要求2所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述控制单元（24）包括送氧风机控制模块（32）、燃料喷嘴控制模块（33），散热风机驱动模块（18）、重整风机驱动模块（19）、冷却液控制模块（20）、步进电机控制模块（21）、继电器控制模块（22）。
4.根据权利要求3所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述送风压力温度传感器（25）、加热温度传感器（26）、宽域氧传感器（27）、压力传感器（28）、氢气漏气检测模块（29）、电压电流检测模块（30）和空气质量流量检测模块（31）的输出端均与CPU模块（10）的输入端连接，所述送氧风机控制模块（32）、燃料喷嘴控制模块（33），散热风机驱动模块（18）、重整风机驱动模块（19）、冷却液控制模块（20）、步进电机控制模块（21）、继电器控制模块（22）的输出端均与CPU模块（10）的输入端连接。
5.根据权利要求2所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述宽域氧传感器（27）信号处理电路由氧传感器加热控制电路、泵氧源电路和氧信号处理电路组成，所述空气质量流量检测模块（31）由空气质量流量计送来的空气质量流量模拟量信号经信号处理电路后送入CPU模块（10）内部。
6.根据权利要求1所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述通信电路（13）由通信芯片和外围电路组成的485通信电路和逆变器（6）的通信数据经过通信模块（9）送入CPU模块（10）后由CAN通讯芯片和外围电路组成的CAN通信电路实现CPU模块（10）和外部各单元电路的通信，所述通信模块（9）的串口通信经通信电路（13）直接和CPU模块（10）连接完成4G模块（5）的通信连接。
7.根据权利要求1所述的一种甲醇重整燃料电池的控制系统，其特征在于：所述液位传感处理模块（11）由电极个体基准电极（50），以及电极个体电极矩阵（51）构成；所述电极个体基准电极（50）电容耦合到所述电极个体电极矩阵（51）内的每个电极个体（52）；以及电耦合到所述电极个体电极矩阵（51）的控制模块（53），所述控制模块（53）用于测量所述电极个体基准电极（50）与所述电极个体电极矩阵（51）之间的电容耦合；所述电极个体电极矩阵（51）包括多个电极个体（52），多个所述电极个体（52）在探测部（54）的纵向方向上连续地设置；所述探测部（54）根据液体电解质电池内的液体的水平而提供可变电容；所述电极个体电极矩阵（51）从所述电极个体基准电极（50）侧向偏移并且与所述电极个体基准电极（50）在长度上共同延伸；所述探测部（54）还包括在所述探测部（54）的端部上的温度感知器（55）。
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