專利名稱：小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用型新涉及小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)。特別是燃料電池的功能，氫氣燃料的儲存量，加濕器水位，電堆電壓與溫度的顯示方式，水位傳感器的設(shè)計。
背景技術(shù)：
在21世紀，隨著能源枯竭的問題不斷的涌現(xiàn)，發(fā)展和使用綠色能源成了全球關(guān)注的熱點，國家也在大力的推崇氫燃料電池，由于氫燃料電池是一種使用氫氣作為燃料來發(fā)電的裝置。其副產(chǎn)物只有水。它是理想的綠色動力選擇。但是燃料電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，轉(zhuǎn)換總要受到外部環(huán)境的影響，如溫度、濕度、氣體的流量，這就需要一 個控制系統(tǒng)來控制這些參數(shù)，使產(chǎn)生的電源能夠安全、穩(wěn)定的應(yīng)用于供電系統(tǒng)上。同時由于傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)，不利于長期供電且充電時間較長會給操作者帶來很大的麻煩。而本實用新型的供電系統(tǒng)，可以到加氫站充氣，快捷方便且轉(zhuǎn)換成電能的效率也比較高，況且也沒有傳統(tǒng)的那樣的噪音和污染，運行起來比較安全，平穩(wěn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是I.當燃料電池用于供電系統(tǒng)上時。操作者可以通過顯示系統(tǒng)即時了解系統(tǒng)工作狀態(tài)。2.通過控制系統(tǒng)的自動控制來實現(xiàn)對燃料電池的自我保護，智能活化。3.通過自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對燃料電池氣體供應(yīng)的自動控制。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種用于供電系統(tǒng)的小型氫燃料電池控制系統(tǒng)，其特征是一個單片機控制系統(tǒng)控制傳感器、風(fēng)扇、電磁閥、蜂鳴器、活化開關(guān)的運行。氣壓傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、電壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)可以通過顯示板來實時顯示，便于操作者觀測到燃料電池系統(tǒng)的工作狀態(tài)。如果出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)可以通過顯示板燈的閃爍和蜂鳴器的報警，來提醒操作者，通過斷負載等方式來實現(xiàn)對電堆的自動保護。系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使電堆工作在最佳狀態(tài)。控制系統(tǒng)通過計算和比較傳感器采集到的數(shù)據(jù)來控制進氣電磁閥和出氣電磁閥的相關(guān)動作，實現(xiàn)對氣路的自動控制。系統(tǒng)可以自動的實現(xiàn)對電堆的活化，操作者可以自行選擇是否需要活化功能。本實用新型的有益效果為通過顯示及自動控制，操作者可以及時補充氫氣燃料和水。平時使用中，操作者不需要對燃料電池進行維護和操作。

圖I為小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。圖2為小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)的工作流程圖。
具體實施方式
[0011]附圖展示了本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作實施例。圖中I、活化開關(guān)；2、開關(guān)機按鈕；3、顯不板；4、蜂鳴器；5、25MPA氣壓傳感器；6、水位傳感器；7、電壓傳感器；8、250MPA氣壓傳感器；9、進氣電磁閥；10、溫度傳感器；11、風(fēng)扇；12、排氣電磁閥；13、電流傳感器。下面綜合附圖對本實用新型進一步說明。圖I中的顯示板(3)安裝供電系統(tǒng)的前面板上，可以方便操作者即時觀看到電壓、溫度、水位、氣壓的狀況。開關(guān)機按鈕(2)來啟動供電系統(tǒng),啟動的時候蜂鳴器(4)會發(fā)出報警提示音，如果一直報警，操作者需要檢測溫度傳感器(10)是否接好，或者是因為電壓傳感器(7)檢測到的電壓過低造成的，操作者等待一會即可，同時進氣電磁閥(9)打開，12排氣閥每隔IOS的時間打開1S，進行往復(fù)動作，風(fēng)扇(11)轉(zhuǎn)動。如果250MPA氣壓傳感器(8) 檢測的氣壓高于設(shè)定值時，開關(guān)機按鈕(2)會啟動不了供電系統(tǒng)，同時進氣電磁閥(9)會關(guān)閉，排氣電磁閥(12)會打開，對供電系統(tǒng)進行保護。正常工作的時候，開機的時候如果操作者把活化開關(guān)(I)打開，會對電堆進行幾次的活化。25MPA氣壓傳感器(5)用來檢測高壓儲氫瓶里面氫氣的狀況，通過顯示板(3)上的LED燈顯示，一旦檢測到氫氣量低時，蜂鳴器(4)報警，同時相應(yīng)的LED燈閃爍，提醒操作者加氣。250MPA氣壓傳感器⑶檢測的氣壓高于設(shè)定值時，4蜂鳴器⑷會發(fā)出報警的聲音，同時進氣電磁閥(9)會關(guān)閉,排氣電磁閥(12)會打開，使供電系統(tǒng)關(guān)機，對供電系統(tǒng)進行保護，防止意外發(fā)生。水位傳感器(6)用來檢測加濕其中水位的狀況，當水位低時會發(fā)出報警的聲音，同時相應(yīng)的LED燈會閃爍，提醒操作者加水。溫度傳感器(10)用來檢測電堆的溫度，當溫度升高時，風(fēng)扇(11)轉(zhuǎn)速會加快，是電堆工作在最佳狀態(tài)，當溫度超過設(shè)定值時，蜂鳴器(4)會發(fā)出報警聲音，相應(yīng)的LED燈會閃爍，提醒操作者供電系統(tǒng)因為溫度過高停止，當溫度低于設(shè)定值時，供電系統(tǒng)重新啟動。電壓傳感器(7)用來檢測電堆輸出的電壓，檢測到的數(shù)據(jù)在顯示板(3)上顯示，當輸出的電壓低于設(shè)定值時，蜂鳴器(4)發(fā)出報警的聲音，同時相應(yīng)的燈閃爍，提醒操作者因為輸出電壓低，使供電系統(tǒng)停止運行，當電壓升到設(shè)定值時會重新啟動供電系統(tǒng)，這樣可以有效的保護電堆。電流傳感器(13)用來檢測提供給供電系統(tǒng)的電流，當連續(xù)2次檢測到電流過高時，會發(fā)出報警聲音關(guān)機?；罨_關(guān)(I)開關(guān)機啟動按鈕關(guān)機時會發(fā)出報警提示音。本次實用新型小型氫燃料電池控制系統(tǒng)應(yīng)用在供電系統(tǒng)上，操作者使用更方便，安全，故障排查更清晰。
權(quán)利要求1.小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是一個單片機控制系統(tǒng)控制傳感器、風(fēng)扇、電磁閥、蜂鳴器、活化開關(guān)的運行；氣壓傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、電壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)可以通過顯示板來實時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是顯示裝置包括4組LED，每組3個，分別顯示變量的高中低；顯示裝置到主機板距離大于2米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是根據(jù)活化開關(guān)，用戶可以自行操作定期對電堆進行活化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是電堆保護裝置是根據(jù)幾種特殊的情況斷負載，對電堆進行保護。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是電堆高溫保護系統(tǒng)，當電堆溫度高于設(shè)定值的時候蜂鳴器報警，同時顯示的LED燈閃爍，斷負載，對電堆進行保護。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是負載過流保護系統(tǒng)，當2次檢測負載電流高于設(shè)定值時，蜂鳴器報警，關(guān)機，對負載進行保護。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是欠電壓保護系統(tǒng)，當檢測到電堆輸出電壓低于設(shè)定值時，蜂鳴器報警，顯示LED燈閃爍，斷負載對電堆進行保護，高于某設(shè)定值時，重新開啟負載。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是氣壓過壓保護系統(tǒng)，當供給電堆氫氣的流量高于設(shè)定值時，蜂鳴器報警，進氣閥關(guān)閉，出氣閥常開，同時關(guān)機，斷負載，對電堆和負載進行保護，防止異常情況的發(fā)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是用于燃料電池高壓儲氫裝置儲氫量監(jiān)測當氣壓傳感器檢測到儲存的氫氣低于設(shè)定值時，發(fā)出報警聲音，同時顯示氣壓的LED燈閃爍，提醒用戶提前加氫。
10.根據(jù)權(quán)利I要求所述的小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)，其特征是水位傳感器一個密封的塑料管里面裝有若干個連接好的干簧管，塑料管道外面裝上與干簧管配套的磁浮子，輸出的電平，來控制干簧管的閉合和開啟。
專利摘要小型氫燃料電池電堆控制系統(tǒng)主要由顯示模塊、氣壓采集模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、溫度采集模塊、液位采集模塊、報警模塊及異常處理模塊組成。氣壓傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、電壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)可以通過顯示板來實時顯示，出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)可以通過顯示板燈的閃爍和蜂鳴器的報警，通過斷負載等方式來實現(xiàn)對電堆的自動保護。系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，使電堆工作在最佳狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)通過計算和比較傳感器采集到的數(shù)據(jù)來控制進氣電磁閥和出氣電磁閥的相關(guān)動作，實現(xiàn)對氣路的自動控制。系統(tǒng)可以自動的實現(xiàn)對電堆的活化，操作者可以自行選擇是否需要活化功能。
文檔編號H01M8/04GK202503070SQ20122003962
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月4日
發(fā)明者范繼寶, 趙志剛, 魏艷芹 申請人:南京慧宇能源科技有限公司