CN207264585U - 一种氢燃料汽车与加氢机或pc的通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，包括：红外发射模块、红外接收模块、网关和防爆接线盒，所述红外发射模块位于燃料电池汽车加气接口处，所述红外接收模块位于加氢机的加氢枪头部，所述红外发射模块与红外接收模块同心相对并且距离在0‑5厘米范围内，所述网关包括：第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块，所述防爆接线盒位于所述红外接收模块和所述第一光耦隔离模块之间，计算机与所述网关通过第二光耦隔离模块相连。本实用新型可以实现实时监测高压氢储存罐的各项参数，保证加氢作业的安全可靠。

Description

一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车加氢技术领域，具体来说，是涉及一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置。

背景技术

氢气是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新能源之一。氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。

随着燃料电池汽车(FCV)的技术提升及迅速普及，与其配套的加氢机的需求也与日俱增。燃料电池汽车通常使用70Mpa的高压氢储存罐以存储所需氢气，在加气站进行加气作业时，由于高压氢储存罐的压力上升，会导致罐体温度显著上升，加上氢气本身易燃易爆，加氢作业时必须实时监控高压氢储存罐的各项参数。

目前加氢机缺少对罐体的监测设备，在申请号为201210211922.8的发明申请中涉及到储氢罐膨胀监控的一套通讯系统，但文中只是泛泛地提到无线通讯发送和无限通讯接收，其具体实施方式并没有体现。在申请号为 201410133619.X发明文本中所提到的通讯模块是将IRDA数据转换为 PROFIBUS协议的装置，而PROFIBUS协议属于现场总线，实用性范围较窄，且硬件成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述不足之处，提供一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，可以实现实时监测高压氢储存罐的各项参数，保证加氢作业的安全可靠。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，包括：红外发射模块、红外接收模块、网关和防爆接线盒，所述红外发射模块位于燃料电池汽车加气接口处，所述红外接收模块位于加氢机的加氢枪头部，所述红外发射模块与红外接收模块同心相对并且距离在0-5厘米范围内，所述网关包括：第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块，所述防爆接线盒位于所述红外接收模块和所述第一光耦隔离模块之间，计算机与所述网关通过第二光耦隔离模块相连。

所述网关的电路包括：开关电源芯片LM2596，用于将输入的外接电源转为5V电源，外接电源连接开关电源芯片LM2596，所述开关电源芯片 LM2596的输入端接4.7μF电容C1和100nF电容C4并联，开关电源芯片 LM2596的输出端接22μH电感L1和22μF电容C7、100nF电容C8，串联稳压二极管D2；三个芯片REG1117-3.3，分别将5V电源转为三路3.3V 电源，这三路3.3V电源分别为所述第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块提供电源，每个芯片REG1117-3.3的输入端接4.7μF电容和 100nF电容并联，每个芯片REG1117-3.3的输出端接10μF电容和100nF 电容并联；三路LED状态指示，其中一路为3.3V电源状态，另外两路接单片机IO口，作为程序状态输出，各路上均设有电阻，用于限流保护LED 和单片机；各模块的输入端和输出端按照本安电路要求接地。

所述单片机为STM32103单片机；所述STM32103单片机，包括：单片机电源、8M晶振电路、复位电路和SWD调试接口；所述单片机电源，包含四个100nf的退耦电容，以保证单片机供电稳定；所述SWD调试接口，用于下载程序及调试，上拉和下拉电阻按照JTAG规范要求设置。

如上所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，所述网关接收车载供氢系统数据的标准版本号、软件版本号容积、类型、充装指令、压力、温度、及可选数据。

本实用新型由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，适用于接收符合SAE J2799标准所定义的红外通讯协议的数据，并将其解析并转换为 MODBUS通讯协议的电信号，可实现与加氢机或PC的快速通信；模块的输入和输出端均采用本案电路设计，隔离电源和信号，保证爆炸环境的安全；采用的MOUBUS协议是目前主流工控协议，通用向强，软件开发及硬件成本较低；实时监测高压氢储存罐的各项参数，不仅可以和加氢机控制器通讯也可以实现与PC通讯，保证加氢作业的安全可靠。

附图说明

通过以下本实用新型的实施例并结合附图的描述，示出本实用新型的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：

图1为本实用新型一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置的一个较优实施例的安装结构示意图。

图2为图1中所示安装结构的加氢枪的安装示意图。

图3为图1中所示实施例的网关电路的开关电源芯片LM2596部分的电路结构示意图。

图4为图1中所示实施例的网关电路的芯片REG1117-3.3部分的电路结构示意图。

图5为图1中所示实施例的网关电路的三路LED状态指示部分的电路结构示意图。

图6为图1中所示实施例的网关电路的单片机的电路结构示意图。

图7为图6中所示单片机的SWD调适接口的电路结构示意图。

图8为图6中所示单片机的单片机电源的电路结构示意图。

图9为图1所示实施例中第一光耦隔离模块/第二光耦隔离模块的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，包括：红外发射模块1、红外接收模块2、网关3和防爆接线盒4。红外发射模块位1于燃料电池汽车加气接口处，红外接收模块2位于加氢机的加氢枪10 的头部，红外发射模块1与红外接收模块2同心相对并且距离在0-5厘米范围内。网关3包括：第一光耦隔离模块5、单片机6、第二光耦隔离模块 7，防爆接线盒5位于红外接收模块2和第一光耦隔离模块5之间，计算机与网关3通过第二光耦隔离模块7相连。

结合图3-9所示，网关3的电路包括：开关电源芯片LM2596，用于将输入的外接电源转为5V电源，外接电源连接开关电源芯片LM2596，所述开关电源芯片LM2596的输入端接4.7μF电容C1和100nF电容C4并联，开关电源芯片LM2596的输出端接22μH电感L1和22μF电容C7、100nF 电容C8，串联稳压二极管D2；三个芯片REG1117-3.3，分别将5V电源转为三路3.3V电源，这三路3.3V电源分别为所述第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块提供电源，每个芯片REG1117-3.3的输入端接4.7 μF电容和100nF电容并联，每个芯片REG1117-3.3的输出端接10μF电容和100nF电容并联；三路LED状态指示，其中一路为3.3V电源状态，另外两路接单片机IO口，作为程序状态输出，各路上均设有电阻，用于限流保护LED和单片机；各模块的输入端和输出端按照本安电路要求接地。

所述单片机为STM32103单片机；所述STM32103单片机，包括：单片机电源、8M晶振电路、复位电路和SWD调试接口；所述单片机电源，包含四个100nf的退耦电容，以保证单片机供电稳定；所述SWD调试接口，用于下载程序及调试，上拉和下拉电阻按照JTAG规范要求设置。

如上所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，所述网关接收车载供氢系统数据的标准版本号、软件版本号容积、类型、充装指令、压力、温度、及可选数据。

在进行加氢作业时，加氢枪10插入新能源汽车的加氢口，使得红外发射模块1发射端与红外接收模块2接收端同心相对。新能源汽车内部储氢罐内部的压力，温度等信息通过红外发射模块1发出，加氢枪10内部的红外接收模块2接收到红外发射模块1发出的红外信号，并将其转为电信号，通过防爆接线盒4传递到网关3的第一光耦隔离模块5，将信号送入单片机6，单片机6解析数据后转换为MOUBUS通讯协议信号，通过第二光耦隔离模块7传到计算机上进行进一步的显示及处理。

虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本实用新型的范围只局限于上述的结构，只要本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。

Claims (6)

1.一种氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，包括：红外发射模块、红外接收模块、网关和防爆接线盒，所述红外发射模块位于燃料电池汽车加气接口处，所述红外接收模块位于加氢机的加氢枪头部，所述红外发射模块与红外接收模块同心相对并且距离在0-5厘米范围内，所述网关包括：第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块，所述防爆接线盒位于所述红外接收模块和所述第一光耦隔离模块之间，计算机与所述网关通过第二光耦隔离模块相连，其特征在于，所述网关的电路包括：

开关电源芯片LM2596，用于将输入的外接电源转为5V电源，外接电源连接开关电源芯片LM2596，所述开关电源芯片LM2596的输入端接4.7μF电容C1和100nF电容C4并联，开关电源芯片LM2596的输出端接22μH电感L1和22μF电容C7、100nF电容C8，串联稳压二极管D2；

三个芯片REG1117-3.3，分别将5V电源转为三路3.3V电源，这三路3.3V电源分别为所述第一光耦隔离模块、单片机、第二光耦隔离模块提供电源，每个芯片REG1117-3.3的输入端接4.7μF电容和100nF电容并联，每个芯片REG1117-3.3的输出端接10μF电容和100nF电容并联；

三路LED状态指示，其中一路为3.3V电源状态，另外两路接单片机IO口，作为程序状态输出，各路上均设有电阻，用于限流保护LED和单片机；

各模块的输入端和输出端按照本安电路要求接地。

2.如权利要求1所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，其特征在于：所述单片机为STM32103单片机。

3.如权利要求2所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，其特征在于：所述STM32103单片机，包括：单片机电源、8M晶振电路、复位电路和SWD调试接口。

4.如权利要求3所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，其特征在于：所述单片机电源，包含四个100nf的退耦电容。

5.如权利要求3所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，其特征在于：所述SWD调试接口，用于下载程序及调试，上拉和下拉电阻按照JTAG规范要求设置。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的氢燃料汽车与加氢机或PC的通信装置，其特征在于：所述网关接收车载供氢系统数据的标准版本号、软件版本号容积、类型、充装指令、压力、温度、及可选数据。