[发明专利]氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置

说明书

本发明提供一种氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置，包括：CPU电路、以及与所述CPU电路相连的电源及保护电路、信号采集电路、电源输出电路、通讯电路、信号控制电路和驱动控制电路；所述CPU电路通过所述信号采集电路采集信息反馈，并通过所述通讯电路得知信息反馈，所述CPU电路通过信息反馈及控制策略确定当前控制方式，并通过所述通讯电路、信号控制电路及驱动控制电路对外部执行机构进行控制，实现其对动力系统的闭环控制和实时监控。本发明能够使燃料电池动力系统高效稳定运行。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体地，涉及一种氢燃料电池动力系统的燃料电池控制（FCU）装置。

背景技术

随着新能源汽车行业的蓬勃发展，从混合动力汽车到锂电池汽车再到如今的燃料电池车的兴起。常用的燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的发电装置，燃料电池系统能量转换效率高，是非常理想的能源利用方式，商业化应用存在着广阔的发展前景，具有重要的研究意义。

目前燃料电池发展主要使用氢氧质子交换膜燃料电池（PEMFC），其具备燃料电池排放零污染，且发电效率高、工作环境稳定可控等一些益处。具体地，氢燃料电池动力系统中，氢气和空气中的氧气通过燃料电池堆的质子交换膜发生化学反应生成水，反应过程中发生化学键断裂、连接产生热，电子从氢气侧（阳极板）经过负载转移到空气侧（阴极板）参加化学反应，产生电能。

FCU装置（燃料电池控制装置）是监控和管理整个动力系统工作的核心部件，对于氢燃料电池动力系统至关重要。现有FCU装置在资源配置上存在不足，无法满足各类执行机构和传感器对控制器资源的需求；且相对容易受外界干扰影响，部分电路多余或配置不合理。针对此类情况，研发新一代FCU装置，以满足动力系统对控制器资源逐渐增加的资源需求，增加控制器的环境耐受性和可靠性。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种能够使燃料电池动力系统高效稳定运行的氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置。

为此，本发明采用如下技术方案：

本发明的氢燃料电池动力系统的燃料电池控制装置包括：

CPU电路、以及与所述CPU电路相连的电源及保护电路、信号采集电路、电源输出电路、通讯电路、信号控制电路和驱动控制电路；

所述CPU电路通过所述信号采集电路采集信息反馈，并通过所述通讯电路得知信息反馈，所述CPU电路通过信息反馈及控制策略确定当前控制方式，并通过所述通讯电路、信号控制电路及驱动控制电路对外部执行机构进行控制，实现其对动力系统的闭环控制和实时监控。

根据本发明，可通过采集信息反馈、检测各外部执行机构的状态，根据既定算法及控制策略，对反应堆的工作进行实时监控管理，从而实现使燃料电池动力系统高效稳定的运行。

也可以是，本发明中，所述电源及保护电路包括两组，分别保护控制电路电源和驱动电路电源。

也可以是，本发明中，所述CPU电路包括提供1.26V的CPU核心供电电路；提供模拟电压采样校对基准4.096V的基准电压电路；提供CPU时钟信号的震荡电路；提供I/O的CPUI/O电路。

也可以是，本发明中，所述信号采集电路包括提供0V~5V的快速模拟电压检测通道的快速模拟电压采集电路；提供多路复用0V~5V模拟电压检测通道的多路复用模拟电压采集电路；提供蓄电池电压范围内的开关量检测通道的开关量检测电路；提供0V~20V的频率信号输入捕捉通道的PWM输入捕捉电路；提供板上芯片监控的I/O及模拟电压采样的板上信号反馈电路。

也可以是，本发明中，所述电源输出电路包括提供5V电源输出的5V传感器电源输出电路；提供12V电源输出的12V传感器电源输出电路。