[发明专利]一种燃料电池发动机智能控制平台及其控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池发动机智能控制平台，其特征在于：包括燃料电池电堆、电堆运行监测装置、电堆运行环境控制装置、控制器、上位机，其中，电堆运行监测装置包括温度监测装置、水监测装置、氢气监测装置、电压电流监测装置、空气监测装置；电堆运行环境控制装置包括空气泵、水泵、进排气阀、燃气喷嘴；控制器用于接收电堆运行监测装置采集的数据并进行处理，并向电堆运行环境控制装置发出控制指令，控制燃料电池电堆的工作；控制器与电堆运行监测装置、电堆运行环境控制装置之间通过CAN总线通讯，控制器与上位机之间通过串口通信。

2.根据权利要求1所述的燃料电池发动机智能控制平台，其特征在于：所述控制器包括核心单片机、CAN接口滤波电路、数字量输入扩展电路、数字量输出扩展电路、AD转换电路、电压-电流转换电路；CAN接口滤波电路分别与核心单片机的CAN端口和燃料电池发动机CAN网络连接；数字量输入扩展电路的输入端连接燃料电池发动机的数字量传感器，输出端连接核心单片机的数字量输入端；数字量输出扩展电路的输入端连接核心单片机的数字量输出端，输出端连接燃料电池发动机的感性负载；AD转换电路的输入端连接燃料电池发动机的模拟量传感器，输出端连接核心单片机的模拟量输入端；电压-电流转换电路的输入端连接核心单片机的模拟量输出端，输出端连接燃料电池发动机的DC/DC及变频器；数字量输入扩展电路、数字量输出扩展电路、CAN接口滤波电路与核心单片机之间均具有光电隔离电路。

3.根据权利要求2所述的燃料电池发动机智能控制平台，其特征在于：燃料电池发动机的数字量传感器包括各开关量传感器，模拟量传感器包括各电压信号传感器、电流信号传感器；模拟量传感器检测到模拟量信息通过AD转换电路转换为数字量传输至核心单片机；核心单片机对接收到的采集信号进行处理，并根据处理结果发出控制指令及通信指令。

4.根据权利要求1所述的燃料电池发动机智能控制平台，其特征在于：燃料电池电堆的每个部分均设置报警装置。

5.一种燃料电池发动机的智能控制方法，其特征在于：包括扫气流程控制、启动流程控制、工作流程控制、关机流程控制；首先，燃料电池发动机控制器判断燃料电池发动机是否处于关机状态，如果是，执行关机流程，否则，根据接收到的燃料电池工作状态信息，判断执行扫气流程、启动流程或工作流程。

6.根据权利要求5所述的燃料电池发动机的智能控制方法，其特征在于：所述扫气流程控制包括如下步骤：

步骤1、开启尾气电磁阀；

步骤2、开启氮气电磁阀，并启动计时器；

步骤3、判断是否达到预先设定的时间，如果达到预先设定的时间，执行步骤4，否则，继续执行步骤3；

步骤4、依次关闭氮气电磁阀、尾气电磁阀，并将扫气完毕的标志位置1，扫气流程结束。

7.根据权利要求5所述的燃料电池发动机的智能控制方法，其特征在于：所述启动流程控制包括如下步骤：

步骤a、向气路充氢气，同时打开风机向气路中输送空气，将扫气流程中充入气路中的氮气排出；

步骤b、判断燃料电池发动机是否满足供电条件，如果满足，执行步骤c，否则，继续执行步骤a；

步骤c、合上负载开关，断开充电开关，延时预定的时间后，判断燃料电池发动机电源逆变器的电压和电堆两端的电压是否相等，如果相等，执行步骤d，否则，继续判断；

步骤d、合上充电开关，启动流程完成。

8.根据权利要求5所述的燃料电池发动机的智能控制方法，其特征在于：所述工作流程控制包括如下步骤：

步骤A、启动预先设定的尾气电磁阀开关定时器；

步骤B、判断定时器时间是否到达，如果是，打开尾气电磁阀，延时预定的时间后，关闭尾气电磁阀；

步骤C、判断燃料电池质子交换膜的实时湿度，如果质子交换膜的实时湿度小于湿度下限值，开启加湿喷嘴；如果质子交换膜的实时湿度大于湿度上限值，关闭加湿喷嘴；

步骤D、判断燃料电池电堆的输出功率，并根据所需输出功率以及所述输出功率与氢气尾排电磁阀工作参数的对应值对氢气尾排电磁阀进行控制。