[發(fā)明專利]一種質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110523633.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN113451619B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳劍;蔣鵬坤;盧華歆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M8/04298
• 分類號(hào): H01M8/04298;H01M8/04537
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的控制裝置。本發(fā)明中控制模塊均與電源濾波轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路相連，數(shù)據(jù)采集電路與燃料電池系統(tǒng)中的傳感器相連，通訊電路與燃料電池系統(tǒng)或上位機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路均與燃料電池系統(tǒng)中的外接設(shè)備相連，控制模塊分析處理數(shù)據(jù)采集電路采集的傳感器信號(hào)，并分別向通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路發(fā)送信號(hào)，通訊電路與燃料電池系統(tǒng)或上位機(jī)通訊，驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路驅(qū)動(dòng)燃料電池系統(tǒng)中的外接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的控制。本發(fā)明具有低成本、高集成度，實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的智能運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了新能源技術(shù)領(lǐng)域的一種控制裝置，特別涉及了一種質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的控制裝置。

背景技術(shù)

氫能是一種清潔能源，在越來越倡導(dǎo)綠色、可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下，氫能是一種對(duì)傳統(tǒng)能源的一種很好的替代能源，而燃料電池是氫能高效利用的重要途徑。

質(zhì)子交換燃料電池(PEMFC)又稱固體高分子電解質(zhì)燃料電池，是一種以含氫燃料與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電力的燃料電池，以高分子質(zhì)子交換膜為傳導(dǎo)媒介，發(fā)電后產(chǎn)生純水和熱，不產(chǎn)生空氣污染。

燃料電池系統(tǒng)控制裝置是用來監(jiān)測(cè)并控制燃料電池系統(tǒng)的最小系統(tǒng)。目前的燃料電池系統(tǒng)控制裝置多采用商用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或者分布式控制器來進(jìn)行控制。前者的價(jià)格高昂、生態(tài)閉環(huán)，二次開發(fā)的難度較高；后者的控制器較多、接線復(fù)雜，對(duì)于各個(gè)控制器模塊之間的通信穩(wěn)定性要求高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種質(zhì)子交換膜燃料電池控制裝置，采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明包括控制模塊、電源濾波轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路；控制模塊均與電源濾波轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路相連，電源濾波轉(zhuǎn)換電路均與數(shù)據(jù)采集電路、通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路相連，數(shù)據(jù)采集電路與燃料電池系統(tǒng)中的傳感器相連，通訊電路與燃料電池系統(tǒng)或上位機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路均與燃料電池系統(tǒng)中的外接設(shè)備相連，控制模塊分析處理數(shù)據(jù)采集電路采集的傳感器信號(hào)，并分別向通訊電路、驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路發(fā)送信號(hào)，通訊電路與燃料電池系統(tǒng)或上位機(jī)通訊，驅(qū)動(dòng)電路和PWM輸出電路驅(qū)動(dòng)燃料電池系統(tǒng)中的外接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的控制。

所述電源濾波轉(zhuǎn)換電路主要由24V電壓輸入保護(hù)與濾波電路、24V轉(zhuǎn)5V電路和5V轉(zhuǎn)3.3V電路依次連接組成。

所述24V電壓輸入保護(hù)與濾波電路包括保險(xiǎn)絲F1、瞬態(tài)電壓抑制管DZ1、場(chǎng)效應(yīng)管Q1和齊納二極管DZ2；

電容C1一端接電源Vin+，電容C1另一端經(jīng)電容C2后接地，瞬態(tài)電壓抑制管DZ1的陽極接地，陰極接電源Vin+，保險(xiǎn)絲F1一端接電源Vin+，保險(xiǎn)絲F1另一端分別與電阻R1和場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極相連，電阻R1經(jīng)電容C3、電阻R2和電阻R3后接地，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極和源極分別與電阻R2的兩端相連，齊納二極管DZ2的陰極和電容C4的一端均與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極相連，齊納二極管DZ2的陽極和電容C4的另一端均與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極相連；

電容C5、電容C6、電容E1、電容C7、電容E2和電容E3依次并聯(lián)并且兩端分別接電源PVCC和地，電感L1的一端接電源PVCC，電感L1的另一端經(jīng)電容C8后接地，電容C9的一端接電源VCC，電容C9的另一端接地。