CN113533660B - 氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 - Google Patents
氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113533660B CN113533660B CN202111093940.6A CN202111093940A CN113533660B CN 113533660 B CN113533660 B CN 113533660B CN 202111093940 A CN202111093940 A CN 202111093940A CN 113533660 B CN113533660 B CN 113533660B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen concentration
- signal
- hydrogen
- concentration
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 222
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 222
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 218
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display
- G01N33/0067—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display by measuring the rate of variation of the concentration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0444—Concentration; Density
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本申请提供了一种氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统，该电路中的浓度比较单元用于接收并根据氢气浓度信号与自身浓度预设范围之间的比较关系，输出浓度比较信号至驱动控制单元；驱动控制单元用于在浓度比较信号表征氢气浓度异常时，输出异常信号，以通过相应的控制驱动电路控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢；也即，本申请提供的氢气浓度硬件检测电路能够在氢气浓度异常时，通过硬件电路输出异常信号，以使相应的控制驱动电路及时控制供氢通道中的关键执行器断开，停止向燃料电池供氢，解决了现有以软件检测方式，获得氢气浓度失效可能性大，可靠性低的问题；并且相较于现有技术中的软件检测的方式，硬件检测的及时性更高。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，以氢气为能源，经氢氧化学反应产电的燃料电池广泛应用于汽车行业。燃料电池发动机在将氢气送到燃料电池的阳极板后，经过催化剂的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，达到燃料电池的阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合成水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断的给阳极板供应氢，就能不断的给汽车提供电能。
实际应用中，燃料电池中的氢气安全是一个非常重要的指标。目前主要通过控制器读取氢气浓度信号，并根据该氢气浓度信号特征利用软件检测对燃料电池进行相关故障处理，但是利用软件检测氢气浓度的方式失效可能性大，可靠性低。
发明内容
对此，本申请提供一种氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统，以解决现有以软件检测方式，获得氢气浓度失效可能性大，可靠性低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本申请第一方面公开了一种氢气浓度硬件检测电路，包括：浓度比较单元和驱动控制单元；其中：
所述浓度比较单元用于接收氢气浓度信号，并根据所述氢气浓度信号与自身浓度预设范围之间的比较关系，输出浓度比较信号至所述驱动控制单元；
所述驱动控制单元用于在所述浓度比较信号表征氢气浓度异常时，输出异常信号，以通过相应的控制驱动电路控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，所述驱动控制单元还用于在所述浓度比较信号表征氢气浓度正常时，输出正常信号，以通过相应的控制驱动电路控制所述关键执行器闭合、启动供氢。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，所述氢气浓度异常包括：所述氢气浓度信号大于所述浓度预设范围的上限值或者小于所述浓度预设范围的下限值；
所述氢气浓度信号正常包括：所述氢气浓度信号小于所述上限值且大于所述下限值。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，所述浓度比较单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一分压电路、第二分压电路和第一电阻；其中：
所述第一运算放大器的同相输入端与所述第二运算放大器的反相输入端相连，连接点作为所述浓度比较单元的输入端；
所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一分压电路相连，所述第一分压电路由独立电源供电；
所述第二运算放大器的同相输入端与所述第二分压电路相连，所述第二分压电路由所述独立电源供电；
所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端均与所述第一电阻的一端相连，连接点作为所述浓度比较单元的输出端；
所述第一电阻的另一端与所述独立电源相连。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，还包括：滤波电路；所述滤波电路设置于所述浓度比较单元的前级，用于对所述氢气浓度信号进行滤波处理。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，所述驱动控制单元包括：第三运算放大器、第三分压电路、第二电阻、二极管及电容；其中：
所述二极管的阳极作为所述驱动控制单元的输入端，所述二极管的阴极分别与所述第三运算放大器的同相输入端和所述电容的一端相连，所述电容的另一端接地；
所述第三运算放大器的反相输入端与所述第三分压电路相连，所述第三分压电路由独立电源供电；
所述第三运算放大器的输出端与所述第二电阻的一端相连，连接点作为所述驱动控制单元的输出端；
所述第二电阻的另一端与所述独立电源相连。
可选地，在上述的氢气浓度硬件检测电路中，所述驱动控制单元还包括：第三电阻，所述第三电阻与所述二极管并联。
本申请第二方面公开了一种燃料电池控制系统，包括：控制器、信号变换电路和上述第一方面公开的任一项所述的氢气浓度硬件检测电路；其中：
所述控制器通过所述信号变换电路接收氢气浓度信号，并用于通过所述氢气浓度硬件检测电路对所述氢气浓度信号进行处理。
可选地，在上述的燃料电池控制系统中，所述控制器用于通过所述氢气浓度硬件检测电路对所述氢气浓度进行处理时，具体用于：
在当前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号，满足预测条件时，利用所述当前周期对应的氢气浓度信号和所述前一周期对应的氢气浓度信号的线性斜率，得到预测氢气浓度信号；
判断所述预测氢气浓度信号是否大于预设氢气浓度阈值，并根据判断结果对供氢通道中的关键执行器进行控制。
可选地，在上述的燃料电池控制系统中，所述预测条件包括：所述当前周期对应的氢气浓度信号与所述前一周期对应的氢气浓度信号之间的差值大于设定值。
基于上述本发明提供的氢气浓度硬件检测电路，该氢气浓度硬件检测电路中的浓度比较单元用于接收并根据氢气浓度信号与自身浓度预设范围之间的比较关系，输出浓度比较信号至驱动控制单元；驱动控制单元用于在浓度比较信号表征氢气浓度异常时，输出异常信号，以通过相应的控制驱动电路控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢；也即，本申请提供的氢气浓度硬件检测电路能够在氢气浓度异常时，通过硬件电路输出异常信号，以使相应的控制驱动电路及时控制供氢通道中的关键执行器断开，停止向燃料电池供氢，解决了现有以软件检测方式，获得氢气浓度失效可能性大，可靠性低的问题；并且相较于现有技术中的软件检测的方式，硬件检测的及时性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1至图3为本申请实施例提供的三种氢气浓度硬件检测电路的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种燃料电池系统的结构示意图。
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。
本申请实施例提供一种氢气浓度硬件检测电路，以解决现有以软件检测方式，获得氢气浓度失效可能性大，可靠性低的问题。
请参见图1，该氢气浓度硬件检测电路可以包括：浓度比较单元101和驱动控制单元102。其中：
浓度比较单元101用于接收氢气浓度信号，并根据氢气浓度信号与自身浓度预设范围之间的比较关系，输出浓度比较信号至驱动控制单元102。
实际应用中，该氢气浓度信号可以是氢气浓度传感器输出的PWM信号或者模拟量信号，视具体应用环境和用户需求确定即可，本申请不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
驱动控制单元102用于在浓度比较信号表征氢气浓度异常时，输出异常信号，控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢。
实际应用中，驱动控制单元102还用于浓度比较信号表征氢气浓度正常时，输出正常信号，以通过相应的控制驱动电路控制关键执行器闭合、启动供氢。
其中，氢气浓度异常包括：氢气浓度信号大于浓度预设范围的上限值或者小于浓度预设范围的下限值。氢气浓度信号正常包括：氢气浓度信号小于上限值且大于下限值。
实际应用中，在氢气浓度处于安全范围内，且氢气浓度传感器正常工作时，输出的氢气浓度信号的数值位于浓度预设范围内，也即氢气浓度信号小于浓度预设范围的上限值且大于下限值。若氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号的数值大于浓度预设范围的上限值或者小于浓度预设范围的下限值，也即超出了安全范围，说明该氢气浓度传感器可能失效，或者氢气浓度出现异常，此时，可以将信号异常值利用电信号传递至关键部件驱动电路，通过相应的控制驱动电路控制关键执行器断开，停止供氢。
具体的，相应的控制驱动电路可以是控制电堆输出接触器驱动电路或者供氢阀控制电路；当然，还可以是其他控制驱动电路，例如图1至图4中示出的低边驱动电路和高边驱动电路等，本申请对控制驱动电路的具体类型不作限定，均属于本申请的保护范围。
同样请参见图1，该浓度比较单元101可以包括：第一运算放大器（图中的运放1）、第二运算放大器（图中的运放2）、第一分压电路（图中的分压电路1）、第二分压电路（图中的分压电路2）和第一电阻（图中的电阻1）。其中：
第一运算放大器的同相输入端与第二运算放大器的反相输入端相连，连接点作为浓度比较单元101的输入端。
第一运算放大器的反相输入端与第一分压电路相连，第一分压电路由独立电源供电。
所述第二运算放大器的同相输入端与第二分压电路相连，第二分压电路由所述独立电源供电。
第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的输出端均与第一电阻的一端相连，连接点作为浓度比较单元101的输出端。
第一电阻的另一端与独立电源相连。
实际应用中，第一运算放大器和第二运算放大器主要用作比较器。第一分压电路用于设置浓度预设范围的下限值。第二分压电路用于设置浓度预设范围的上限值。第一电阻用作上拉电阻，第一运算放大器和第二运算放大器的输出端属于开漏极连接；当第一运算放大器和第二运算放大器有一个输出低电平，则第一电阻下游为低电平；当第一运算放大器和第二运算放大器输出均为高电平，则第一电阻的下游输出为高电平。
需要说明的是，为了进一步提高氢气浓度硬件检测电路的可靠性，可以先对氢气浓度信号进行相应的预处理。例如，如图2所示，可以在浓度比较单元101的前级设置滤波电路103，用于对氢气浓度信号进行滤波处理，将PWM信号或者原始模拟量信号处理为较为平滑的模拟量信号。
同样请参见图1，该驱动控制单元102可以包括：第三运算放大器（图中的运放3）、第三分压电路（图中的分压电路3）、第二电阻（图中的电阻2）、二极管（图中的二极管）及电容（图中的电容1）。其中：
二极管的阳极作为驱动控制单元102的输入端，二极管的阴极分别与第三运算放大器的同相输入端和电容的一端相连，电容的另一端接地。
第三运算放大器的反相输入端与第三分压电路相连，第三分压电路由独立电源供电。
第三运算放大器的输出端与第二电阻的一端相连，连接点作为驱动控制单元102的输出端。
第二电阻的另一端与独立电源相连。
实际应用中，二极管可以为整流二极管；当然，并不仅限于此，还可以视具体应用环境和用户需求自行确定二极管的具体类型。其中，二极管主要用于为电容快速充电。具体的，可以在氢气浓度信号由异常跳变至正常时，通过二极管对电容进行充电，实现快速响应。
第三分压电路和第三运算放大器的反相输入端连接，用于设置第三运算放大器输出跳变的电压阈值。第二电阻作上拉电阻，在第三运算放大器输出高电平时，后级驱动电路导通，实现对相关执行器的驱动，控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢。在第三运算放大器输出为低电平时，后级驱动电路关闭，控制供氢通道中的关键执行器闭合、启动供氢。
需要说明的是，可以通过设置第三运算放大器输出跳变的电压阈值用于在浓度比较信号表征正常或者异常时，调整驱动控制单元102中异常信号或者正常信号输出的速度。
还需要说明的是，为了保证氢气浓度硬件检测电路的可靠性，可以通过设置专用的独立供电电路，用于为氢气浓度硬件检测电路中的浓度比较单元101和驱动控制模块进行供电。具体的，该独立供电电路可以是前述的独立电源，在图中用V独立进行表示。
基于上述原理，本实施例提供的氢气浓度硬件检测电路能够在氢气浓度异常时，通过硬件电路输出异常信号，以使相应的控制驱动电路及时控制供氢通道中的关键执行器断开，停止向燃料电池供氢，解决了现有以软件检测方式，获得氢气浓度失效可能性大，可靠性低的问题；并且相较于现有技术中的软件检测的方式，硬件检测的及时性更高。
可选地，在本申请提供的另一实施例中，请参见图3，该驱动控制单元102还包括：第三电阻（图3中的电阻3）。
其中，第三电阻与二极管并联。
实际应用中，第三电阻、二极管以及电容组成的电路在氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号由正常向异常变化时，可以通过第三电阻对电容进行放电，实现延时处理，消除短时间异常波动引起的影响，进一步提高了氢气浓度硬件检测电路的可靠性。
在上述氢气浓度硬件检测电路的基础之上，本申请另一实施例还提供了一种燃料电池控制系统，请参见图4，可以包括：控制器（图中的MCU）、信号变换电路和如上述任一实施例所述的氢气浓度硬件检测电路。
其中，控制器通过信号变换电路接收氢气浓度信号，并用于通过氢气浓度硬件检测电路对氢气浓度信号进行处理。
实际应用中，控制器用于通过氢气浓度硬件检测电路对氢气浓度信号进行处理的方式可以是现有的根据该氢气浓度信号特征利用软件对燃料电池进行相关故障处理。但是，传统的对氢气浓度信号进行处理的方式，因其测量原理导致相应存在一定的延迟，而氢气的泄露需要进行快速的识别和处理。
对于上述问题，本申请提供的控制器用于通过氢气浓度硬件检测电路对氢气浓度进行处理时，还可以通过如下方式，在氢气泄露时进行快速识别和处理。具体的，控制器用于通过氢气浓度硬件检测电路对氢气浓度进行处理时，具体用于：
在当前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号，满足预测条件时，利用当前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号的线性斜率，得到预测氢气浓度信号。
判断预测氢气浓度信号是否大于预设氢气浓度阈值，并根据判断结果对供氢通道中的关键执行器进行控制。
需要说明的是，预测条件包括：当前周期对应的氢气浓度信号与前一周期对应的氢气浓度信号之间的差值大于设定值。其中，该设定值可以是零，也可以是其他正数，视其具体应用环境和用户需求确定即可，本申请不作具体限定，均属于本申请的保护范围。
实际应用中，根据判断结果对供氢通道中的关键执行器进行控制，可以是在判断出预测氢气浓度信号大于预设氢气浓度阈值之后，控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢；而在判断出预测氢气浓度信号不大于预设氢气浓度阈值之后，控制供氢通道中的关键执行器闭合、启动供氢。
需要说明的是，首先可以读取当前氢气浓度传感器的氢气浓度信号作为当前周期对应的氢气浓度信号，将当前周期对应的氢气浓度信号与上一周期的氢气浓度信号进行作差计算，得到氢气浓度信号差值。然后判断氢气浓度信号是否大于零；若不大于零则说明该周期内氢气浓度未出现上升，可以返回起始处等待下一周期继续进行氢气浓度监测；若大于零，则说明该周期内氢气浓度出现上升，需要通过预测的方法对后续时刻的氢气浓度信号进行预判，以弥补氢气传感器检测导致的延迟。
如果氢气浓度信号差值大于非零设定值，则说明氢气浓度跳变很快，需要利用当前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号的线性斜率，并依此计算出，且在间隔第一预设时段后得到预测氢气浓度信号。如果氢气浓度信号差值不大于非零设定值，则说明氢气浓度跳变较快，需要利用前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号的线性斜率，并依此计算，且在间隔第二预设时段得到氢气浓度信号。其中，第一预设时段小于等于第二预设时段。
最后，将计算得出预测氢气浓度信号与氢气浓度阈值进行比较，如果大于该氢气浓度阈值，则进行相应的故障处理，反之则返回起始处，等待下一周期继续监测氢气浓度。
基于上述，本实施例提供的燃料电池控制系统不仅能够在氢气浓度传感器输出异常时，通过氢气浓度硬件检测电路进行有效处理，还能同时通过软件检测方法，提前对氢气浓度信号进行预测，以弥补氢气浓度传感器实时性不高的缺点，更进一步有效的保证故障的及时处理，提高了系统的安全性和可靠性。
需要说明的是，上述示出的控制器用于通过氢气浓度硬件检测电路对氢气浓度信号进行处理的方式主要是针对经信号变换电路接收到的氢气浓度信号（图中的S3）实现的。实际应用中，控制器还可以接收氢气浓度硬件检测输出的正常信号或者关闭控制信号，用于对上述方式进行校验。
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
还需要说明的是，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。
Claims (7)
1.一种氢气浓度硬件检测电路，其特征在于，包括：浓度比较单元和驱动控制单元；其中：
所述浓度比较单元用于接收氢气浓度信号，并根据所述氢气浓度信号与自身浓度预设范围之间的比较关系，输出浓度比较信号至所述驱动控制单元；
所述驱动控制单元用于在所述浓度比较信号表征氢气浓度异常时，输出高电平的异常信号，以通过相应的控制驱动电路控制供氢通道中的关键执行器断开、停止供氢；
其中，所述浓度比较单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一分压电路、第二分压电路和第一电阻；
所述第一运算放大器的同相输入端与所述第二运算放大器的反相输入端相连，连接点作为所述浓度比较单元的输入端；
所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一分压电路相连，所述第一分压电路由独立电源供电；
所述第二运算放大器的同相输入端与所述第二分压电路相连，所述第二分压电路由所述独立电源供电；
所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端均与所述第一电阻的一端相连，连接点作为所述浓度比较单元的输出端；
所述第一电阻的另一端与所述独立电源相连；
其中，所述驱动控制单元包括：第三运算放大器、第三分压电路、第二电阻、二极管、电容和第三电阻；
所述二极管的阳极作为所述驱动控制单元的输入端，所述二极管的阴极分别与所述第三运算放大器的同相输入端和所述电容的一端相连，所述电容的另一端接地；
所述第三运算放大器的反相输入端与所述第三分压电路相连，所述第三分压电路由独立电源供电；
所述第三运算放大器的输出端与所述第二电阻的一端相连，连接点作为所述驱动控制单元的输出端；
所述第二电阻的另一端与所述独立电源相连；
所述第三电阻与所述二极管并联。
2.根据权利要求1所述的氢气浓度硬件检测电路，其特征在于，所述驱动控制单元还用于在所述浓度比较信号表征氢气浓度正常时，输出正常信号，以通过相应的所述控制驱动电路控制所述关键执行器闭合、启动供氢。
3.根据权利要求2所述的氢气浓度硬件检测电路，其特征在于，所述氢气浓度异常包括：所述氢气浓度信号大于所述浓度预设范围的上限值或者小于所述浓度预设范围的下限值；
所述氢气浓度信号正常包括：所述氢气浓度信号小于所述上限值且大于所述下限值。
4.根据权利要求1所述的氢气浓度硬件检测电路，其特征在于，还包括：滤波电路；所述滤波电路设置于所述浓度比较单元的前级，用于对所述氢气浓度信号进行滤波处理。
5.一种燃料电池控制系统，其特征在于，包括：控制器、信号变换电路和如权利要求1-4任一项所述的氢气浓度硬件检测电路；其中：
所述控制器通过所述信号变换电路接收氢气浓度信号，并用于通过所述氢气浓度硬件检测电路对所述氢气浓度信号进行处理。
6.根据权利要求5所述的燃料电池控制系统，其特征在于，所述控制器用于通过所述氢气浓度硬件检测电路对所述氢气浓度进行处理时，具体用于：
在当前周期对应的氢气浓度信号和前一周期对应的氢气浓度信号，满足预测条件时，利用所述当前周期对应的氢气浓度信号和所述前一周期对应的氢气浓度信号的线性斜率，得到预测氢气浓度信号；
判断所述预测氢气浓度信号是否大于预设氢气浓度阈值，并根据判断结果对供氢通道中的关键执行器进行控制。
7.根据权利要求6所述的燃料电池控制系统，其特征在于，所述预测条件包括：所述当前周期对应的氢气浓度信号与所述前一周期对应的氢气浓度信号之间的差值大于设定值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111093940.6A CN113533660B (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111093940.6A CN113533660B (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113533660A CN113533660A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113533660B true CN113533660B (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=78092826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111093940.6A Active CN113533660B (zh) | 2021-09-17 | 2021-09-17 | 氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113533660B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101269627A (zh) * | 2008-05-13 | 2008-09-24 | 清华大学 | 具有故障诊断功能的车载电器驱动电路模块 |
| CN102810683A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 使用氢传感器检测氢存储系统压力调节器故障 |
| CN110053520A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-07-26 | 上海楞次新能源汽车科技有限公司 | 氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置 |
| CN111942231A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 东风汽车集团有限公司 | 氢泄漏车辆的保护方法、氢气管理系统及保护系统 |
| CN113022331A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 北京卡达克科技中心有限公司 | 一种燃料电池车的氢泄漏监测报警方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5170117B2 (ja) * | 2010-01-18 | 2013-03-27 | 株式会社村田製作所 | スイッチング制御回路及びスイッチング電源装置 |
-
2021
- 2021-09-17 CN CN202111093940.6A patent/CN113533660B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101269627A (zh) * | 2008-05-13 | 2008-09-24 | 清华大学 | 具有故障诊断功能的车载电器驱动电路模块 |
| CN102810683A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 使用氢传感器检测氢存储系统压力调节器故障 |
| CN110053520A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-07-26 | 上海楞次新能源汽车科技有限公司 | 氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置 |
| CN111942231A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-17 | 东风汽车集团有限公司 | 氢泄漏车辆的保护方法、氢气管理系统及保护系统 |
| CN113022331A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 北京卡达克科技中心有限公司 | 一种燃料电池车的氢泄漏监测报警方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113533660A (zh) | 2021-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1468462B1 (en) | Method and apparatus for monitoring equivalent series resistance and for shunting a fuel cell | |
| CN111756072A (zh) | Mlpe设备的控制方法和运行控制方法及光伏系统 | |
| US8420271B2 (en) | Method to improve reliability of a fuel cell system using low performance cell detection at low power operation | |
| US8450965B2 (en) | Stack-powered fuel cell monitoring device with prioritized arbitration | |
| CN108682880B (zh) | 质子交换膜氢燃料电池堆输出保护装置及其控制方法 | |
| CN116724241A (zh) | 电池系统拉弧检测方法、检测装置和电池储能系统 | |
| US20090284214A1 (en) | Power management method using feedback current bias for simultaneously controlling low cells and overall stack voltage | |
| US7862947B2 (en) | Fault management in a fuel cell-based system | |
| CN113533660B (zh) | 氢气浓度硬件检测电路、燃料电池控制系统 | |
| US9048475B2 (en) | Method for the detection of fuel cell system short circuits | |
| CN113098103A (zh) | 一种掉电放电电路、方法及电源管理系统 | |
| CN112098859A (zh) | 一种燃料电池故障诊断方法及装置 | |
| JPH0793147B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| CN115911460B (zh) | 氢燃料电池系统的停机方法及系统 | |
| CN109510275B (zh) | 一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置及方法 | |
| JP2003178785A (ja) | 燃料電池の制御装置 | |
| CN110444444A (zh) | 驱动接触器的电路 | |
| CN114221376B (zh) | 一种区域并离网响应控制方法及系统 | |
| CN114069639A (zh) | 一种区域并离网多负荷响应控制装置及其方法 | |
| CN114487860A (zh) | 一种基于传感器的新能源汽车动力系统异常检测系统 | |
| KR101943151B1 (ko) | 전력 감소 천이 동안 연료 전지 전압의 양성 변화율에 대한 대응 | |
| CN114204522B (zh) | 逆变器直流母线的保护方法、保护系统及空调 | |
| JP4941167B2 (ja) | 燃料電池の制御装置 | |
| CN117438613A (zh) | 一种燃料电池气路异物的检测方法及装置 | |
| CN116915179B (zh) | 一种太阳能pwm控制器及其监测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |