【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置和方法
[0001]本申请属于燃料电池
，更具体地说，是涉及一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编辑逻辑门阵列)的开放式阴极燃料电池温度控制装置和控制方法。
技术介绍
[0002]燃料电池技术因为其发电效率高、低碳、环保、无污染等优点已然成为当下乃至未来全球新能源的重要发展方向，在如今的市场占有率也越来越高。
[0003]燃料电池的能量转换效率可达到40％
‑
60％，而电化学反应中未能转化为电能的热量将会转化为热能发散出来，使燃料电池的温度升高，因此燃料电池的温度控制是燃料电池系统内重要的组成部分。
[0004]开放式阴极燃料电池作为质子交换膜燃料电池的一种，因无其他辅助系统而大大降低成本，可解决燃料电池价格高的问题。
[0005]阴极开放式质子交换膜燃料电池的温度对燃料电池的使用效率和使用寿命具有重要意义。如果电池温度过低，电化学反应就会变慢，使电池性能下降。然而，过高的温度又会导致液...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，包括：散热风扇，和开放式阴极燃料电池连接；FPGA控制器，和所述散热风扇电性连接；第一温度传感器，和所述FPGA控制器电性连接以实时测量电堆的入口空气温度；第二温度传感器，和所述FPGA控制器电性连接以测量电堆的实时工作温度；电流传感器，和开放式阴极燃料电池、负载连接形成回路以测量电堆电流；所述FPGA控制器先判断入口空气温度是否在允许操作温度范围内，然后根据入口空气温度和电堆电流计算电堆设定最佳工作温度，所述FPGA控制器根据所述第二温度传感器测量的电堆实时工作温度与设定最佳工作温度的差值调节所述散热风扇电压的占空比并通过PWM直流电机调速器控制所述散热风扇的电机转速，从而调节所述散热风扇的风速。2.如权利要求1所述的基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，所述基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置包括密闭夹具，所述散热风扇通过密闭夹具和开放式阴极燃料电池密封地连接。3.如权利要求2所述的基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，所述密闭夹具为一中间具有通道的壳体，所述壳体的一端连通开放式阴极燃料电池，所述壳体的另一端连通所述散热风扇。4.如权利要求1所述的基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，所述散热风扇和开放式阴极燃料电池之间采用吸风的配合方式。5.如权利要求1
‑
4任一所述的基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，所述基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置包括电源，所述电源、所述FPGA控制器以及所述散热风扇连接形成回路。6.如权利要求5所述的基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置，其特征在于，所述电源为锂电池、蓄电池、超级电容中的一种；和/或，所述散热风扇为直流轴流风扇或直流离心风扇；和/或，所述基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置包括设置于开放式阴极燃料电池电堆的氧气浓度传感器；和/或，所述基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置包括设置于开放式阴极燃料电池电堆的相对湿度传感器；和/或，所述基于FPGA的开放式阴极燃料电池温度控制装置包括设置于开放式阴极燃料电池电堆的氢气浓度传感器。7.一种基于FPGA的开放式阴极燃料电池的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测开放式阴极燃料电池电堆的入口空气温度T
in
，电堆的实时工作温度T
s
以及电堆电流I
s
；判断空气入口温度T
in
的大小，若10℃≤T
in
≤40℃，则根据公式计算电堆设定最佳工作温度T
opt
＝0.46I
s
+33.63；若
‑
20℃≤T
in
...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢爽，赵晨，刘伟，邹杰鑫，张文荣，王海江，李辉，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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