[实用新型]一种具有多级电压采集的氢燃料电池系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氢燃料电池，尤其是涉及一种具有多级电压采集的氢燃料电池系统。

背景技术

燃料电池因其效率高、噪声低、可靠性高、对环境污染小的优点，而被认为是如今首选的清洁、高效的发电技术，在如今的世界上应用非常广泛。作为一种新兴的绿色能源，燃料电池有着良好的发展前景，潜力巨大。对于一个完整的燃料电池系统，除了电池本身之外，还应包括一套控制系统，对电池本身进行监控与管理。这一套系统必须时刻监视和控制燃料电池在各种情况下的运行，并对系统进行控制，同时系统对整体的工作状态进行监视，出现故障时要能够及时发出警报或做出相应处理。因此，这样一套管理系统的存在非常必要。燃料电池的工作性能除了与自身结构等有关之外，还与电池的工作条件有着较大的关系。通过设计合理的控制系统以及控制方法，准确采得当前电池的各种信息，如输出电压、电流、温度等，根据得到的信息，对进气、排气、温度等进行合适的控制，可以显著提高燃料电池的工作性能。目前的一些控制系统对这些参数的设置往往需要工作人员通过上位机进行手动调整，并且需要通过经验来取值，这样对工作人员的专业技术要求较高，并且使得整个系统也比较复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够保证较宽测量范围和精度的具有多级电压采集的氢燃料电池系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有多级电压采集的氢燃料电池系统，包括依次连接的控制器、燃料电池和负载，所述的控制器包括相互连接的单片机和传感器模块，所述的传感器模块包括用于采集燃料电池电压的电压传感器，燃料电池的电压输出端经多个串联的电阻后接地，各电阻之间为电压采集点，所述的单片机的多个采样引脚分别通过对应的电压传感器连接对应的电压采集点。

所述的系统还包括与单片机连接的风扇模块，所述的风扇模块包括用于对电池散热的风扇。

所述的系统还包括与单片机连接的电磁阀模块，所述的电磁阀模块包括用于电池尾气排放的电磁阀。

所述的传感器模块还包括与燃料电池连接的温度传感器和压力传感器。

所述的传感器模块还包括与负载连接的电流传感器。

所述的电压采集点还通过电容接地。

所述的单片机的各采样引脚还通过稳压二极管接地。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)燃料电池的电压输出端使用串联电阻分压，产生多个大小不同的电压，对电压采用分级测量的方式，在较宽的测量范围内保证了测量的精度。

(2)采用单片机控制的风扇模块和电磁阀模块对电池散热、排放尾气是电池工作在最佳状态，简化了控制系统，节约了人力成本。

(3)通过各种传感器采集电压、电流、温度等电池运行数据，可对电池的运行状态进行监控。

(4)单片机的各采样引脚通过稳压二极管接地，可用于限制电压不超过单片机引脚承受范围，防止烧毁元件。

附图说明

图1为本实施例系统的结构示意图；

图2为本实施例系统电压采集的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种具有多级电压采集的氢燃料电池系统，包括依次连接的控制器1、燃料电池2、负载3，控制器1包括单片机4、电源模块5、传感器模块6、风扇模块7和电磁阀模块8。

风扇模块7包括用于对电池散热的风扇，风扇的转速与电堆的温度和当前电流的大小有关，温度越高、输出电流越大，则风扇转速应越快，对电池进行散热。对风扇转速的控制通过PWM实现。

电磁阀模块8包括用于电池尾气排放的电磁阀，电磁阀与燃料电池的输气管道相连接，排放间隔的时间和每次排气的时间与电池的工作参数和电池的性能有关。

对风扇和电磁阀的控制参数由单片机4根据当前燃料电池的工作状态来得出，并且随着工作状态的变化，单片机4随时对控制参数进行调节，来保证燃料电池的高效运行。

当燃料电池2的电压、电流、气压、温度等工作参数出现异常时，燃料电池2的正常运行受到影响，此时单片机4会采取保护措施。

传感器模块6包括用于采集燃料电池2电压的电压传感器、与负载3连接的电流传感器、与燃料电池2连接的温度传感器和压力传感器，分别对电压、电流、温度和气压进行采集。