[发明专利]一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置

说明书

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置。本发明中控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。本发明具有低成本、高集成度，实现质子交换膜燃料电池系统的智能运行。

技术领域

本发明涉及了新能源技术领域的一种控制装置，特别涉及了一种质子交换膜燃料电池系统的控制装置。

背景技术

氢能是一种清洁能源，在越来越倡导绿色、可持续发展的当下，氢能是一种对传统能源的一种很好的替代能源，而燃料电池是氢能高效利用的重要途径。

质子交换燃料电池(PEMFC)又称固体高分子电解质燃料电池，是一种以含氢燃料与氧气反应产生电力的燃料电池，以高分子质子交换膜为传导媒介，发电后产生纯水和热，不产生空气污染。

燃料电池系统控制装置是用来监测并控制燃料电池系统的最小系统。目前的燃料电池系统控制装置多采用商用数据采集系统或者分布式控制器来进行控制。前者的价格高昂、生态闭环，二次开发的难度较高；后者的控制器较多、接线复杂，对于各个控制器模块之间的通信稳定性要求高。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池控制装置，采用以下技术方案：

本发明包括控制模块、电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路；控制模块均与电源滤波转换电路、数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，电源滤波转换电路均与数据采集电路、通讯电路、驱动电路和PWM输出电路相连，数据采集电路与燃料电池系统中的传感器相连，通讯电路与燃料电池系统或上位机相连，驱动电路和PWM输出电路均与燃料电池系统中的外接设备相连，控制模块分析处理数据采集电路采集的传感器信号，并分别向通讯电路、驱动电路和PWM输出电路发送信号，通讯电路与燃料电池系统或上位机通讯，驱动电路和PWM输出电路驱动燃料电池系统中的外接设备，实现燃料电池系统的控制。

所述电源滤波转换电路主要由24V电压输入保护与滤波电路、24V转5V电路和5V转3.3V电路依次连接组成。

所述24V电压输入保护与滤波电路包括保险丝F1、瞬态电压抑制管DZ1、场效应管Q1和齐纳二极管DZ2；

电容C1一端接电源Vin+，电容C1另一端经电容C2后接地，瞬态电压抑制管DZ1的阳极接地，阴极接电源Vin+，保险丝F1一端接电源Vin+，保险丝F1另一端分别与电阻R1和场效应管Q1的漏极相连，电阻R1经电容C3、电阻R2和电阻R3后接地，场效应管Q1的栅极和源极分别与电阻R2的两端相连，齐纳二极管DZ2的阴极和电容C4的一端均与场效应管Q1的源极相连，齐纳二极管DZ2的阳极和电容C4的另一端均与场效应管Q1的栅极相连；

电容C5、电容C6、电容E1、电容C7、电容E2和电容E3依次并联并且两端分别接电源PVCC和地，电感L1的一端接电源PVCC，电感L1的另一端经电容C8后接地，电容C9的一端接电源VCC，电容C9的另一端接地。