本發(fā)明設(shè)計(jì)電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有大功率金屬燃料電池控制系統(tǒng)智能化程度低。主要由電解液上液系統(tǒng)，導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)，溫度采集系統(tǒng)，氫氣濃度采集系統(tǒng)，輸出電壓采集系統(tǒng)，輸出電流采集系統(tǒng)組成。目前技術(shù)方案僅能實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)，金屬燃料電池的啟動(dòng)停止，金屬燃料電池的過載，過流，過溫保護(hù)功能?，F(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于不能對(duì)電解液上液系統(tǒng)和導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并且沒有金屬燃料電池自動(dòng)清洗維護(hù)系統(tǒng)，也不能存儲(chǔ)和和導(dǎo)出運(yùn)行過程中采集到的燃料電池運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，包括：金屬燃料電池組；導(dǎo)風(fēng)裝置，用于向所述金屬燃料電池組中吹入氧氣并對(duì)所述金屬燃料電池組進(jìn)行降溫；電解液儲(chǔ)液器，所述電解液儲(chǔ)液器內(nèi)填充有電解液，所述電解液儲(chǔ)液器與所述金屬燃料電池組通過閥門連接；電解液循環(huán)泵，設(shè)置在所述金屬燃料電池組和所述電解液儲(chǔ)液器之間的循環(huán)管路上；控制模塊，所述控制模塊用于控制所述閥門、所述電解液循環(huán)泵和所述導(dǎo)風(fēng)裝置的開啟與關(guān)閉，所述控制模塊還用于控制所述電解液循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)和所述導(dǎo)風(fēng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，還包括：清洗液儲(chǔ)液器，所述清洗液儲(chǔ)液器通過所述閥門與所述金屬燃料電池組連接，所述清洗液儲(chǔ)液器內(nèi)填充有清洗液；清洗液循環(huán)泵，設(shè)置在所述金屬燃料電池組和所述清洗液儲(chǔ)液器之間的循環(huán)管路上；其中，所述控制模塊還用于控制所述閥門在所述電解液儲(chǔ)液器與所述金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路和所述清洗液儲(chǔ)液器與所述金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路上相互切換，所述控制模塊還用于控制所述清洗液循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)。

進(jìn)一步地，還包括：溫度采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作溫度；電壓采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作電壓；電流采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作電流；加熱制冷裝置，用于根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)所述電解液的工作溫度；其中，所述控制模塊還用于根據(jù)所述金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流與所述金屬燃料電池組的預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)進(jìn)行比較得到所述溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風(fēng)裝置調(diào)節(jié)指令，并將所述溫度調(diào)節(jié)指令、所述電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和所述導(dǎo)風(fēng)裝置調(diào)節(jié)指令分別發(fā)送給所述加熱制冷裝置、所述電解液循環(huán)泵和所述導(dǎo)風(fēng)裝置以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)使所述金屬燃料電池組進(jìn)入所述預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，還包括：報(bào)警模塊，用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的報(bào)警指令進(jìn)行報(bào)警；其中，所述控制模塊還用于設(shè)定在對(duì)應(yīng)于所述預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)的工作溫度報(bào)警閾值、工作電壓報(bào)警閾值和工作電流報(bào)警閾值，當(dāng)所述金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流中任意一種達(dá)到對(duì)應(yīng)的所述工作溫度報(bào)警閾值、工作電壓報(bào)警閾值和工作電流報(bào)警閾值時(shí)向所述報(bào)警模塊發(fā)送所述報(bào)警指令。

進(jìn)一步地，還包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)金屬燃料電池組的工作溫度數(shù)據(jù)、工作電壓數(shù)據(jù)和所述工作電流數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過控制模塊可以電解液循環(huán)泵和供氧源進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，以控制金屬燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)；

對(duì)金屬燃料電池組運(yùn)行停止時(shí)維護(hù)清洗利于延長大功率金屬燃料電池的使用壽命，同時(shí)保障了金屬燃料電池的下一次啟動(dòng)運(yùn)行效率；

通過綜合控制模塊對(duì)金屬燃料電池運(yùn)行時(shí)電解液溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測并控制加熱制冷裝置加熱或制冷，使金屬燃料電池維持一個(gè)適合的工作運(yùn)行溫度，從而保證金屬燃料電池的穩(wěn)定運(yùn)行；

根據(jù)金屬燃料電池運(yùn)行時(shí)的溫度監(jiān)測反饋，調(diào)整導(dǎo)風(fēng)裝置和電解液循環(huán)泵的速度使金屬燃料電池工作在最佳狀態(tài)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，包括金屬燃料電池組、導(dǎo)風(fēng)裝置、電解液儲(chǔ)液器、電解液循環(huán)泵和控制模塊。其中，導(dǎo)風(fēng)裝置用于在控制模塊的控制下向金屬燃料電池組中吹入氧氣的同時(shí)并對(duì)金屬燃料電池組進(jìn)行降溫。控制模塊通過控制導(dǎo)風(fēng)裝置可以調(diào)節(jié)對(duì)金屬電池組的運(yùn)行環(huán)境溫度，并且在導(dǎo)風(fēng)裝置向金屬燃料電池組吹入氧氣的同時(shí)，對(duì)運(yùn)行中的金屬燃料電池組進(jìn)行降溫，采用高風(fēng)扇具有成本低，供氧量控制精確且可以對(duì)金屬燃料電池組進(jìn)行降溫的優(yōu)點(diǎn)。電解液儲(chǔ)液器內(nèi)填充有電解液，電解液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組通過閥門連接。電解液循環(huán)泵設(shè)置在金屬燃料電池組和電解液儲(chǔ)液器之間的循環(huán)管路上?？刂颇K用于控制閥門、電解液循環(huán)泵和導(dǎo)風(fēng)裝置的開啟與關(guān)閉。控制模塊還用于控制電解液循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)和導(dǎo)風(fēng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。在閥門開啟時(shí)，控制模塊通過控制電解液循環(huán)泵可以控制電解液在電解液儲(chǔ)液器和金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路中的循環(huán)流動(dòng)速度，同時(shí)通過導(dǎo)風(fēng)裝置可以調(diào)節(jié)金屬燃料電池組周圍的環(huán)境溫度。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，控制模塊分為上位機(jī)控制模塊和下位機(jī)控制模塊，上位機(jī)控制模塊用于通過觸控屏幕設(shè)定導(dǎo)風(fēng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)、電解液循環(huán)泵的運(yùn)行功率和運(yùn)行時(shí)間等設(shè)定條件；下位機(jī)通過RS485總線協(xié)議與上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)控制模塊發(fā)送的設(shè)定條件，并控制相應(yīng)的設(shè)備按照設(shè)定條件運(yùn)行。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，上位機(jī)控制模塊采用STM32F103VET。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括清洗液儲(chǔ)液器和清洗液循環(huán)泵。其中，清洗液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組通過上述閥門連接，清洗液儲(chǔ)液器內(nèi)填充有清洗液。清洗液循環(huán)泵設(shè)置在金屬燃料電池組和清洗液儲(chǔ)液器之間的循環(huán)管路上。在金屬燃料電池組運(yùn)行停止時(shí)，控制模塊控制閥門切換至清洗液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，關(guān)閉電解液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路?？刂颇K通過控制清洗液循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)，以清洗金屬燃料電池。通過在金屬燃料電池組運(yùn)行停止時(shí)維護(hù)清洗利于延長大功率金屬燃料電池的使用壽命，同時(shí)保障了金屬燃料電池的下一次啟動(dòng)運(yùn)行效率。當(dāng)進(jìn)行清洗到設(shè)定時(shí)間后，關(guān)閉清洗液循環(huán)泵，并等待清洗液回流至清洗液儲(chǔ)液器后，通過閥門控制關(guān)閉清洗液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，切換至電解液儲(chǔ)液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，以便金屬燃料電池組可以再次工作。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括溫度采集模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊和加熱制冷裝置。其中，溫度采集模塊用于采集金屬燃料電池組的工作溫度。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，溫度采集模塊采用數(shù)字溫度傳感芯片DS18B20，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。電壓采集模塊用于采集金屬燃料電池組的工作電壓，在本發(fā)明的一個(gè)示例中，采用高精度ADC作為電壓采集模塊。電流采集模塊采用分流器與信號(hào)放大電路組成，用于采集金屬燃料電池組的工作電流。加熱制冷裝置還用于根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)電解液的工作溫度?？刂颇K實(shí)施監(jiān)測金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流，并根據(jù)預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流與當(dāng)前的金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流進(jìn)行比較，進(jìn)而得到溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風(fēng)裝置調(diào)節(jié)指令，并將溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風(fēng)裝置調(diào)節(jié)指令分別發(fā)送給加熱制冷裝置、電解液循環(huán)泵和導(dǎo)風(fēng)裝置以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)使金屬燃料電池組進(jìn)入預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)，從而保證金屬燃料電池的穩(wěn)定運(yùn)行。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括報(bào)警模塊，報(bào)警模塊用于根據(jù)控制模塊發(fā)送的報(bào)警指令進(jìn)行報(bào)警。其中，控制模塊還用于設(shè)定在對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)的工作溫度報(bào)警閾值、工作電壓報(bào)警閾值和工作電流報(bào)警閾值，當(dāng)金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流中任意一種達(dá)到對(duì)應(yīng)的工作溫度報(bào)警閾值、工作電壓報(bào)警閾值和工作電流報(bào)警閾值時(shí)向報(bào)警模塊發(fā)送報(bào)警指令。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，報(bào)警模塊為蜂鳴器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)金屬燃料電池組的工作溫度數(shù)據(jù)、工作電壓數(shù)據(jù)和工作電流數(shù)據(jù)。通過記錄燃料電池運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以對(duì)燃料電池的運(yùn)行情況進(jìn)行更好的分析和維護(hù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用SD卡。

另外，本發(fā)明實(shí)施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的其它構(gòu)成以及作用對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。