一种氢燃料电池管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氢燃料电池管理系统，其要点是：包括电源管理系统和控制系统。电源管理系统包括动力电池，动力电池用于对控制系统提供启动电压。控制系统的电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀和出气电磁阀均设置在氢燃料电池的电堆上。电堆气压传感器用于检测氢燃料电池的电堆的气体流量，由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制。温度传感器用于检测氢燃料电池的电堆的温度，由主控模块根据实时采集的温度传感器的数据，通过冷却装置控制电堆内部处于最佳反应环境温度。

A hydrogen fuel cell management system

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池管理系统
本技术涉及交通工具
，具体是一种用于氢能源助力车中的氢燃料电池管理系统。
技术介绍
随着人口的日益增长和越来越大的能源消耗，能源短缺问题逐渐加重，发展和使用绿色能源成为全球关注的热点。氢燃料电池是一种使用氢气作为燃料，通过与氧气的化学反应而产生电能的装置，其副产物只有水，因此氢燃料电池助力自行车成为了一种理想的绿色出行交通工具。氢燃料电池的电堆反应是一个具有大滞后、不确定性和非线性等特性的化学过程，其中温度、压力等因素对电堆工作产生重要影响。此外，系统设备需要动力电池提供启动电压，待氢燃料电池工作稳定后，再切换氢燃料电池对整个系统供电。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单，能够对氢燃料电池进行管理控制，使氢燃料电池安全、稳定的应用于供电系统的用于氢能源助力车中的氢燃料电池管理系统及控制方法。实现本技术目的的基本技术方案是：一种氢燃料电池管理系统，其结构特点是：包括电源管理系统和控制系统。电源管理系统包括动力电池，动力电池用于对控制系统提供启动电压。控制系统包括主控模块、电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀、出气电磁阀和冷却装置。电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀和出气电磁阀均设置在氢燃料电池的电堆上。电堆气压传感器用于检测氢燃料电池的电堆的气体流量，由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制。温度传感器用于检测氢燃料电池的电堆的温度，由主控模块根据实时采集的温度传感器的数据，通过冷却装置控制电堆内部处于最佳反应环境温度。以上述基本技术方案为基础的技术方案是：控制系统还包括显示模块。显示模块与主控模块电连接，当电堆温度高于设定值时，由主控模块通过显示模块显示超温报警信息。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：控制系统还包括储氢罐气压传感器，储氢罐气压传感器用于检测储氢罐的氢气量。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：控制系统还包括显示模块。显示模块与主控模块电连接，主控模块实时采集储氢罐气压传感器的数据，当储氢罐的氢气量的气压低于下限值时，通过显示模块显示欠压报警信息。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：控制系统还包括GPRS模块。GPRS模块与主控模块电连接，主控模块实时采集储氢罐气压传感器的数据，当储氢罐的氢气量的气压低于下限值时，通过GPRS模块将欠压报警信息发送至系统后台，提醒运维人员更换储氢罐。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：电源管理系统还包括充电模块。动力电池采用锂电池。由氢燃料电池通过充电模块对动力电池进行充电。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：电源管理系统还包括电源稳压模块。电源稳压模块与充电模块电连接，充电模块与动力电池电连接，电源稳压模块用于对充电模块提供充电电压对动力电池充电。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：电源管理系统还包括电源切换模块。氢燃料电池与电源稳压模块电连接，电源稳压模块与电源切换模块电连接。动力电池与电源切换模块电连接。电源切换模块用于控制系统供电电源的切换。当控制系统由停止状态进入运行状态时，电源切换模块切换至动力电池对控制系统供电。当氢燃料电池工作稳定时，电源切换模块切换至氢燃料电池对控制系统供电。以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：电源管理系统还包括电源稳压模块。氢燃料电池与电源稳压模块电连接，电源稳压模块与电源切换模块电连接。当氢燃料电池工作稳定时，通过电源稳压模块和电源切换模块对控制系统提供工作电压。本技术具有以下的有益效果：(1)本技术的氢燃料电池管理系统结构简单，由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制，使氢燃料电池安全、稳定的应用于供电系统中。(2)本技术的氢燃料电池管理系统的电源管理系统设有充电模块，且动力电池采用锂电池，可以通过氢燃料电池对动力电池充电，使用方便。(3)本技术的氢燃料电池管理系统的电源管理系统设有电源切换模块，当氢燃料电池工作稳定时，通过电源切换模块实现氢燃料电池对控制系统供电，大大提高了动力电池的使用次数，保证开机的可靠性。(4)本技术的氢燃料电池管理系统的电源管理系统设有电源稳压模块，确保输出电压的稳定，有利于延长设备的使用寿命和供电系统的工作稳定性。(5)本技术的氢燃料电池管理系统的控制系统设有储氢罐气压传感器，用于检测储氢罐的氢气量。由主控模块实时采集储氢罐气压传感器的数据，当储氢罐的氢气量的气压低于下限值时，通过显示模块显示欠压报警信息，提醒使用者储氢罐欠压，不能使用。通过GPRS模块将欠压报警信息发送至系统后台，提醒运维人员更换储氢罐。(6)本技术的氢燃料电池管理系统的控制系统设有电堆气压传感器、进气电磁阀和出气电磁阀。由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制。当电堆气压高于上限值时，氢燃料电池的供电系统停止工作，同时进气电磁阀关闭，排气电磁阀打开，对供电系统进行保护。(7)本技术的氢燃料电池管理系统的控制系统设有温度传感器，由主控模块根据电堆温度，实时调节风扇转速，控制电堆内部处于最佳反应环境温度，提高电堆的转换效率，同时延长电堆的使用寿命。当电堆温度高于设定值时，通过显示模块显示超温报警信息，提醒使用者氢燃料电池的供电系统因超温停止工作，当电堆温度低于设定值时，供电系统重新启动。附图说明图1为本技术的氢燃料电池管理系统的结构框图。附图中的标号为：电源管理系统1，动力电池1-1，电源稳压模块1-2，电源切换模块1-3，充电模块1-4，控制系统2，主控模块2-1，储氢罐气压传感器2-2，电堆气压传感器2-3，温度传感器2-4，进气电磁阀2-5，出气电磁阀2-6，冷却装置2-7，显示模块2-8，GPRS模块2-9，氢燃料电池100。具体实施方式(实施例1)见图1，本技术的氢燃料电池管理系统包括电源管理系统1和控制系统2。电源管理系统1包括动力电池1-1、电源稳压模块1-2、电源切换模块1-3和充电模块1-4。动力电池1-1通过电源切换模块1-3与控制系统2电连接，动力电池1-1用于对控制系统2提供启动电压。动力电池1-1采用锂电池。当控制系统2由停止状态进入运行状态时，氢燃料电池100的电堆没有发电，由动力电池1-1通过电源切换模块1-3对控制系统2进行供电。氢燃料电池100与电源稳压模块1-2电连接，电源稳压模块1-2与电源切换模块1-3电连接。当氢燃料电池100工作稳定时，通过电源稳压模块1-2和电源切换模块1-3对控制系统2提供工作电压。电源稳压模块1-2与充电模块1-4电连接，充电模块1-4与动力电池1-1电连接，电源稳压模块1-2用于对充电模块1-4提供充电电压，并通过充电模块1-4对动力电池1-1进行充电。当氢燃料电池100工作稳定时，通过电源稳压模块1-2和充电模块1-4对动力电池1-1进行充电。电源切换模块1-2主要用于控制系统2供电电源的切换。当控制系统2由停止状态进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池管理系统，其特征在于：包括电源管理系统和控制系统；电源管理系统包括动力电池，动力电池用于对控制系统提供启动电压；控制系统包括主控模块、电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀、出气电磁阀和冷却装置；电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀和出气电磁阀均设置在氢燃料电池的电堆上；电堆气压传感器用于检测氢燃料电池的电堆的气体流量，由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制；温度传感器用于检测氢燃料电池的电堆的温度，由主控模块根据实时采集的温度传感器的数据，通过冷却装置控制电堆内部处于最佳反应环境温度。

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池管理系统，其特征在于：包括电源管理系统和控制系统；电源管理系统包括动力电池，动力电池用于对控制系统提供启动电压；控制系统包括主控模块、电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀、出气电磁阀和冷却装置；电堆气压传感器、温度传感器、进气电磁阀和出气电磁阀均设置在氢燃料电池的电堆上；电堆气压传感器用于检测氢燃料电池的电堆的气体流量，由主控模块对电堆气压传感器的数据进行实时采集，并根据采集的电堆气体流量数据，实时控制进气电磁阀和出气电磁阀做出相应动作，实现对气路的自动控制；温度传感器用于检测氢燃料电池的电堆的温度，由主控模块根据实时采集的温度传感器的数据，通过冷却装置控制电堆内部处于最佳反应环境温度。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池管理系统，其特征在于：控制系统还包括显示模块；显示模块与主控模块电连接，当电堆温度高于设定值时，由主控模块通过显示模块显示超温报警信息。3.根据权利要求1所述的氢燃料电池管理系统，其特征在于：控制系统还包括储氢罐气压传感器；储氢罐气压传感器用于检测储氢罐的氢气量。4.根据权利要求3所述的氢燃料电池管理系统，其特征在于：控制系统还包括显示模块；显示模块与主控模块电连接，主控模块实时采集储氢罐气压传感器的数据，当储氢罐的氢气量的气压低于下限值时，通过显示模块显示欠压报警信息。5.根据权利要求3所述的氢燃料电池管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶安平，黄得云，许培，岑健，朱玉，江冰，李威，
申请(专利权)人：永安行科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32