[发明专利]一种质子交换膜燃料电池控制系统教具

说明书

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池控制系统教具，包括燃料电池堆；双核数字信号控制器DSC主控芯片，与燃料电池堆电连接，用于接收燃料电池堆输出的膜电极单体电压信号与传感器信号，并向燃料电池堆发送开关量控制信号；人机交互单元，与双核数字信号控制器DSC主控芯片电连接，用于与双核数字信号控制器DSC主控芯片进行数据交换；负载，通过升压式DC‑DC转换器与燃料电池堆电连接。本发明的质子交换膜燃料电池控制系统教具具有开放型、交互型的特点，能有效提高教学效果。

技术领域

本发明涉及电气设备及电气工程技术领域，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池控制系统教具。

背景技术

质子交换膜燃料电池发电原理与原电池类似，但与原电池和二次电池比较，需要具备一套相对复杂的控制系统，通常包括燃料供应、氧化剂供应、水热管理及电控单元等子系统。质子交换膜燃料电池堆内部串联结构的膜电极单体电压反映了整个电池堆及其控制系统的工作状态，通过检测每个膜电极的单体电压能及时发现燃料电池堆工作的异常状况，质子交换膜燃料电池控制系统除了要完成对燃料电池堆的氢气-氧气供应控制和水热管理控制之外，还需要实时监测燃料电池堆中每个膜电极的单体电压数据。

现有的质子交换膜燃料电池控制系统设置两个独立的芯片，以实现燃料电池堆主控电路功能及膜电极单体电压检测电路功能，并通过通讯总线将单体电压检测数据发送给电池堆主控电路，结构复杂。

在质子交换膜燃料电池的教学应用中，现有的控制系统仅仅能够给学生进行原理演示教学，无法让学生更加深刻的理解其原理，教学效果不佳。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种开放型、交互型，能有效提高教学效果的质子交换膜燃料电池控制系统教具。

本发明提供的一种质子交换膜燃料电池控制系统教具，包括燃料电池堆、双核数字信号控制器DSC主控芯片、人机交互单元及负载；其中，

所述双核数字信号控制器DSC主控芯片，与所述燃料电池堆电连接，用于接收所述燃料电池堆输出的膜电极单体电压信号与传感器信号，并向所述燃料电池堆发送开关量控制信号；

所述人机交互单元，与所述双核数字信号控制器DSC主控芯片电连接，用于与所述双核数字信号控制器DSC主控芯片进行数据交换；

所述负载，通过升压式DC-DC转换器与所述燃料电池堆电连接。

优选的，所述双核数字信号控制器DSC主控芯片包括主内核和从内核；其中，

所述主内核，设置有A/D转换口，用于接收所述燃料电池堆的传感器信号，还设置有数字I/O口，通过所述数字I/O口向所述燃料电池堆输出开关量控制信号，还设置有主内核侧MSI主从接口模块，用于接收所述从内核传输的数据；

所述从内核，设置有电压隔离选择通道MUX电路，用于接收所述燃料电池堆的膜电极单体电压信号，还设置有从内核侧MSI主从接口模块，所述从内核侧MSI主从接口模块与主内核侧MSI主从接口模块电连接，用于向所述主内核传输膜电极单体电压信号数据。

优选的，所述升压式DC-DC转换器通过第一CAN总线与所述主内核电连接。

优选的，所述人机交互单元为工控机或触摸屏，所述人机交互单元通过第二CAN总线与所述主内核电连接。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

本发明的质子交换膜燃料电池控制系统教具