[發明專利]一種燃料電池備用電源散熱風扇控制器結構

無效

• 申請號: 201210036409.X
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102536870A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 馬天才;顧榮鑫;左琳琳;吳偉;徐加忠;金秀龍;卞磊
• 申請（專利權）人: 昆山弗爾賽能源有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 上海宏威知識產權代理有限公司 31250
• 代理人: 金利琴

技術領域

本發明涉及一種燃料電池備用電源散熱風扇控制器結構。

背景技術

燃料電池系統是通過電化學反應將氫能轉換成電能的一種設備，兼具效率高、無污染等優點，是解決未來能源問題最有效的手段。

以往散熱風扇普遍采用繼電器控制，通過控制繼電器的導通、關斷達到控制散熱風扇的目的，其控制方式簡單，但存在無法根據系統實時需求改變散熱風扇轉速，增加不必要的功耗，其瞬間大功率加載等特性會影響其他部件，以致于影響系統整體性能。而備用電源系統以清潔、高效作為出發點，其控制方式也需要向模塊化、智能化方向發展，因此，一種更加有效、可靠的散熱風扇控制方式顯得十分必要。

發明內容

?由于現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提出一種燃料電池備用電源控制器結構，利用該結構，并配合良好的控制方法，可以根據備用電源系統要求實時控制散熱風扇轉速，且控制靈活、精度高。

?為了實現上述目的，本發明提出的一種燃料電池備用電源散熱風扇控制器結構，包括中央處理單元，與該中央處理單元連接的CAN接口模塊、溫度采集模塊、電壓和電流采集模塊及驅動模塊，一電源模塊為所述中央處理單元和以上所述各模塊提供電源。

?作為本發明的進一步特征，所述電源模塊包含電源轉換模塊、穩壓濾波模塊及過流保護模塊。

????作為本發明的進一步特征，所述溫度采集模塊包含采樣濾波電路、溫度傳感器。

?作為本發明的進一步特征，所述電壓和電流采集模塊包含高速隔離運放及濾波電路。

?由于采用以上技術方案，本發明的一種燃料電池備用電源散熱風扇控制器結構，通過采集電堆冷卻水進、出口溫度合理的控制散熱風扇的轉速，可以大幅降低電池系統的輔助功耗，且控制靈活、精度高,?利用該結構，并配合良好的控制方法，可以根據備用電源系統要求實時控制散熱風扇轉速，達到降低輔助功耗、提高系統運行效率、增強系統可靠性，使系統處于最佳運行狀態。

附圖說明

下面根據附圖和具體實施例對本發明作進一步說明：

圖1為本發明的整體結構圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一種燃料電池備用電源控制器結構，包括中央處理單元，與該中央處理單元（MCU）連接的CAN接口模塊、溫度采集模塊、電壓和電流采集模塊及驅動模塊，一電源模塊與中央處理單元（MCU）和以上各模塊提供電源。

電源模塊用于對整個控制器提供穩定、可靠的電源，兼具過流保護功能，主要有電源轉換模塊，穩壓濾波模塊及過流保護模塊組成。

CAN接口模塊用于和外圍設備進行通訊，接收外圍設備中上層控制器的指令，并將散熱風扇運行狀態，以及采集到的數據量發送給上層控制器，上層控制器用于協調控制備用電源系統中的各個控制單元模塊（如氫氣管理控制器、蓄電池管理單元、散熱風扇控制器）,而散熱風扇控制器只是被控制對象中的其中一項。

溫度采集模塊采集電堆冷卻水出口溫度，通過采樣濾波電路，將溫度傳感器（PT100）的電阻信號轉換為電壓信號，傳入隔離運放，之后傳入單片機AD采樣端口。溫度信號作為控制散熱風扇運行狀態的主要指標，他的采樣精度和速度，直接影響著系統的運行狀態。

電壓、電流采樣電路通過高速隔離運放及濾波電路，將電流傳感器和電壓傳感器的信號傳入單片機的AD采樣端口。本設計中散熱風扇采用雙閉環的控制方式（電流環和速度環），通過增量式的PID算法實現散熱風扇的軟啟動和穩定、快速的速度響應。

驅動模塊由信號隔離電路、驅動電路、反饋電路構成。單片機通過接收上層控制器的轉速指令，調節驅動信號PWM占空比，將驅動信號傳送到高速光耦，之后傳入驅動電路，通過npn型mosfet驅動散熱風扇。反饋電路和mosfet的源極相連，用于將mosfet當前的開關狀態反饋給單片機，單片機通過此信號可以判斷驅動模塊是否正常工作

但是，上述的具體實施方式只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。