CN202523797U - 一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统，包括通过燃料系统控制单元与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、冷却系统，及直接与燃料电池堆连接的燃料电池单体电压巡检单元，还包括通过RS485或RS232与燃料系统控制单元进行数据通讯的远程监控单元。本实用新型实现对燃料电池备用电源辅助系统显示图案的动态切换控制，并动态显示传输信息，可对燃料电池备用电源系统进行远程控制和远程故障检测，随时掌握备用电源的各个工作状态，及时发现故障并处理故障，且具有操作简单，使用成本低、大大降低人力资源等特点。

Description

一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统。

背景技术

    随着全球范围内的能源紧缺,环境污染等问题的日益突出,新能源的研究开发已经成为了各国的共识,基于氢能源的燃料电池技术得到了快速的发展，顺应着燃料电池技术的发展，如何实现对电堆各个工况可以实时显示并做出分析是目前需解决的问题。美国国家仪器公司的Labview软件是最佳的系统设计软件，它强大的功能能给应用者带来启发、同时能帮助用户提升应用效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统，可对燃料电池备用电源系统进行远程控制和远程故障检测，随时掌握备用电源的各个工作状态，及时发现故障并处理故障。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统，包括通过燃料系统控制单元与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、冷却系统，及直接与燃料电池堆连接的燃料电池单体电压巡检单元，还包括通过RS485或RS232与燃料系统控制单元进行数据通讯的远程监控单元。

    作为本实用新型的进一步特征，所述燃料电池单体电压巡检单元、氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、冷却系统之间通过CAN通信网络进行信息传输。

     作为本实用新型的进一步特征，还包括一人机界面接口单元，其通过所述CAN通信网络与所述燃料系统控制单元进行数据交互。

     作为本实用新型的进一步特征，所述远程监控单元通过单片机MC9S12XEQ512的RS232或RS485端口与所述燃料系统控制单元进行数据通讯。

     作为本实用新型的进一步特征，所述氢气供应系统由高压储氢装置提供高压氢气，经过高压减压阀、中压减压阀后再经氢进阀、氢气增湿器后为燃料电池堆提供氢气供应。

     作为本实用新型的进一步特征，所述氢气供应系统内部集成有温度传感器、氢气压力传感器、氢气浓度传感器。

    作为本实用新型的进一步特征，所述空气供应系统包含风机、空气增湿器、温度传感器。

作为本实用新型的进一步特征，所述散热系统包含冷却水循环系统、水泵、散热器、温度传感器、压力传感器。

 由于采用以上技术方案，利用本实用新型可实现对燃料电池备用电源辅助系统显示图案的动态切换控制，并动态显示传输信息，可对燃料电池备用电源系统进行远程控制和远程故障检测，随时掌握备用电源的各个工作状态，及时发现故障并处理故障，且具有操作简单，使用成本低、大大降低人力资源等特点。

附图说明

  下面根据附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

    图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统，包括通过燃料系统控制单元1与燃料电池堆8相连的氢气供应系统2、空气供应系统3、散热系统4、冷却系统5，及直接与燃料电池堆8连接的燃料电池单体电压巡检单元6，还包括通过RS485或RS232与燃料系统控制单元1进行数据通讯的远程监控单元。

     其中所述燃料电池单体电压巡检单元6、氢气供应系统2、空气供应系统3、散热系统4、冷却系统5之间通过CAN通信网络进行信息传输。还包括一人机界面接口单元7（HMI），其通过所述CAN通信网络与燃料系统控制单元1进行数据交互。远程监控单元9通过单片机MC9S12XEQ512的RS232或RS485端口与所述燃料系统控制单元1进行数据通讯。

其中氢气供应系统2由高压储氢装置提供高压氢气，经过高压减压阀、中压减压阀后转化为合适的压力，并经氢进阀、氢气增湿器后为燃料电池堆8提供氢气供应，经燃料电池堆8后的少量剩余氢气经过氢气预处理装置后排放，氢气供应系统2内部还集成了温度传感器、氢气压力传感器、氢气浓度传感器等；空气供应系统3主要由风机、空气增湿器构成，为燃料电池提供空气，经燃料电池堆8后经过空气预处理装置后排出，空气供应系统3内部集成了温度传感器等；散热系统4主要由冷却水循环系统、水泵、散热器构成，为燃料电池堆的正常工作保持合适的工作温度，其内部还集成了温度传感器、压力传感器等；燃料电池堆8外部连接电子负载，用于模拟各种实时工况，测试燃料电池的带载输出能力。

远程监控单元（RCU）9用于燃料电池系统的远程监控，通过RS485或RS232来完成必要的测试工作，可以放弃使用HMI7，利用Labview软件，通过RS485接口可以操控燃料系统控制单元（SCU）1。主要功能有：设定测试参数、工况要求；显示燃料电池系统实时数据；自动数据存储及报表生成。LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美国国家仪器公司（National Instruments）推出一种基于图形语言（G 语言）的开发环境，编程非常方便，人机交互界面直观友好，用户可以创建独立的可执行文件，能够脱离开发环境而单独运行，是目前最流行的虚拟仪器编程平台，广泛应用于测试测量、过程控制、实验室研究与自动化等方面。鉴于 LabVIEW 软件可方便实现数据采集和信号处理，具有强大的外部接口能力，而且采用LabVIEW 编写控制程序主界面的既简单美观，又能节约开发时间，大大提高了程序设计效率等优点，遥控端的控制程序采用LabVIEW 编写。

远程监控单元（RCU）9的主要工作过程为：测试人员通过监控界面设置测试参数及工况要求，可选择人工测试或自动测试功能，人工测试方式下，可以人为手动控制系统实时工作状况，完成相关测试工作；在自动测试方式下，相关测试人员通过监控界面RS485通讯口将数据传送到燃料系统控制单元（SCU）1，燃料系统控制单元（SCU）1响应远程监控命令并协调控制氢气供应系统中的氢气管理单元（HMU）、空气供应系统中的空气管理单元（AMU）、散热系统中的散热器驱动单元（DCU）等控制单元，使燃料电池系统处于运行状态，完成测试任务后自动关闭测试系统，并自动保存测试数据。

   当系统发生异常状况时，系统会有故障指示及报警，若属于可自恢复的轻微故障，SCU会进行自诊断、自修复，并解除报警；若发生无法自恢复的严重故障时，系统会有故障指示及报警，并自动关闭测试系统，停止测试工作，并记录故障信息。

   但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (8)

1.一种新能源燃料电池的运行状态远程监控系统，其特征在于：包括通过燃料系统控制单元与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、冷却系统，及直接与燃料电池堆连接的燃料电池单体电压巡检单元，还包括通过RS485或RS232与燃料系统控制单元进行数据通讯的远程监控单元。

2.根据权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于：所述燃料电池单体电压巡检单元、氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、冷却系统之间通过CAN通信网络进行信息传输。

3.根据权利要求2所述的远程监控系统，其特征在于：还包括一人机界面接口单元，其通过所述CAN通信网络与所述燃料系统控制单元进行数据交互。

4.根据权利要求2或3所述的远程监控系统，其特征在于：所述远程监控单元通过单片机MC9S12XEQ512的RS232或RS485端口与所述燃料系统控制单元进行数据通讯。

5.根据权利要求4所述的远程监控系统，其特征在于：所述氢气供应系统由高压储氢装置提供高压氢气，经过高压减压阀、中压减压阀后再经氢进阀、氢气增湿器后为燃料电池堆提供氢气供应。

6.根据权利要求5所述的远程监控系统，其特征在于：所述氢气供应系统内部集成有温度传感器、氢气压力传感器、氢气浓度传感器。

7.根据权利要求6所述的远程监控系统，其特征在于：所述空气供应系统包含风机、空气增湿器、温度传感器。

8.根据权利要求7所述的远程监控系统，其特征在于：所述散热系统包含冷却水循环系统、水泵、散热器、温度传感器、压力传感器。