CN207882735U - 一种燃料电池的通用控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池的通用控制器，其包括主控芯片、氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、电源管理网络、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出、CAN网络；所述氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出均与主控芯片连接；主控芯片与电源管理网络连接。

Description

一种燃料电池的通用控制器

技术领域

本实用新型涉及氢气为燃料的燃料电池控制技术领域，尤其涉及一种燃料电池的通用控制器。

背景技术

现有氢气为燃料的燃料电池的控制器主要包括电源管理模块、氧传感器控制模块、燃气喷嘴控制模块、节气门控制模块、模拟输入输出模块、开关量输入输出模块、154针接插件、单片机。电源模块工作后，给各个模块供电，单片机控制各个模块协调有序的工作。

1、现有的燃料电池控制器，由于电子产品的寿命短，质量参差不齐，如果选择与设计过程中不注意，很容易在控制器使用的过程中出现故障。

2、现有的燃料电池控制器，采用单控制器控制，由于单个单片机处理任务的能力和速度有限，这样就会造成数据不能实时的收发与处理，从而降低系统的效率。

发明内容

本实用新型为了完善现有控制技术的不足，本实用新型提供一种燃料电池的通用控制器。该燃料电池的通用控制器符合ISO26262国际汽车安全标准，可确保燃料电池的安全稳定的运行，且采用双芯片协同工作模式，一主一从大大提高了处理任务的能力，另外采用SPI同步串行通信作为燃料电池控制器内部通信的协议，其最高30MHZ的数据传输速率本，可以大大提高其内部数据交互的能力，实现问题的及时发现与处理。

为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：

一种燃料电池的通用控制器，其特征在于，其包括主控芯片、氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、电源管理网络、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出、CAN网络；所述氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出均与主控芯片连接；主控芯片与电源管理网络连接。

优选的方案，所述主控芯片包括主控芯片A和主控芯片B，主控芯片A和主控芯片B之间通过CAN网络连接。

优选的方案，所述主控芯片A外接燃料电池。

优选的方案，该通用控制器符合ISO26262国际汽车安全标准。

通过采用上述方案，本实用新型的一种燃料电池的通用控制器与现有技术相比，其技术效果在于：符合ISO26262国际汽车安全标准，确保燃料电池的安全稳定的运行，且采用双芯片协同工作模式，一主一从大大提高了处理任务的能力，另外采用SPI同步串行通信作为燃料电池控制器内部通信的协议，其最高30MHZ的数据传输速率本，可以大大提高其内部数据交互的能力，实现问题的及时发现与处理。两个主控芯片（单片机）通过各个模块收集各自的信号，经过运算处理后，发出控制命令，给相应的控制器及被控制的部件，然后两个单片机之间，通过两路CAN总线相互通信，实现数据处理。

附图说明

图1为本实用新型一种燃料电池的通用控制器的结构原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，燃料电池控制器通过主控芯片A接入24V电源及内部电源使能信号后，主控芯片B产生控制器内部所需要的电压，随后控制器开始工作，内部的主控芯片B通过模拟输入及开关量的输入口收集各个部件的工作状态及需求信息，然后将这些信息通过内部的CAN通信协议，以报文的形式发送给主控芯片A，主控芯片A收到这些信息后内部的控制运算程序，经过计算判断，然后下达控制命令。控制命令如下所述，根据氧传感器反馈的空燃比信号，主控芯片A给燃气喷嘴下控制器达命令，控制燃气的喷入量。当氧传感器的工作环境温度过大或者过小时，主控芯片A控制氧传感器加热器，始终保持氧传感器处于最佳的工作状态。当燃料电池内部的氧气浓度不足时，就会产生一个低压信号，当主控芯片A收到后，便会下达控制指令，控制空气泵的工作，根据氢气浓度传感器的浓度信号，主控芯片A可以判断燃料电池内部的氢气浓度的大小，然后下达控制指令，控制进排气阀的开合，保证燃料电池内部的氢气和氧气处于合适的浓度与压力。根据温度传感器的信号，主控芯片以得知燃料电池的工作温度，然后去控制水泵的工作，水泵流出的水经过燃料电池，通过热交换作用控制燃料电池的温度，使其处于最佳的工作温度。另外，为了控制燃料电池输出合适的电压，燃料电池控制器通过CAN总线网络，发送报文给DCDC，这些报文里包含控制命令，DCDC根据这些命令，然后输出合适的电压给电机。此外燃料电池控制器的主控芯片A控制其协处理器主控芯片B，通过CAN通信协议与外部的整车控制器VCU保持通信。

采用以上结构，本实用新型所述的燃料电池的新型通用控制器与现有燃料电池使用的技术相比，具有以下优点：符合ISO26262国际汽车安全标准，确保燃料电池的安全稳定的运行，且采用双芯片协同工作模式，一主一从大大提高了处理任务的能力，另外采用SPI同步串行通信作为燃料电池控制器内部通信的协议，其最高30MHZ的数据传输速率本，可以大大提高其内部数据交互的能力，实现问题的及时发现与处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃料电池的通用控制器，其特征在于，其包括主控芯片、氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、电源管理网络、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出、CAN网络；所述氧传感器控制器、燃气喷嘴控制器、节气门控制器、水冷散热风扇、水泵、空气泵、开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出均与主控芯片连接；主控芯片与电源管理网络连接。

2.根据权利要求1所述一种燃料电池的通用控制器，其特征在于，所述主控芯片包括主控芯片A和主控芯片B，主控芯片A和主控芯片B之间通过CAN网络连接。

3.根据权利要求2所述一种燃料电池的通用控制器，其特征在于，所述主控芯片A外接燃料电池。

4.根据权利要求3所述一种燃料电池的通用控制器，其特征在于，该通用控制器符合ISO26262国际汽车安全标准。