一种燃料电池堆氢气侧排水控制系统及控制方法，包括脉冲电磁阀、脉冲电磁阀驱动电路和脉冲电磁阀逻辑控制单元，脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心分别与燃料电池堆电流采样电路、燃料电池堆单体电池电压采集电路、数字信号转换电路和温度采集电路连通，采集燃料电池堆的输出电流、燃料电池堆单节电池电压和燃料电池堆的工作温度，控制燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路，脉冲电磁阀驱动电路是电子驱动电路。该方案可以及时将燃料电池堆氢气侧的液态水及时排出，具有实现简单、成本低和系统结构简单等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池技术，特别涉及燃料电池的氢气排水控制。
技术介绍
燃料电池堆在实际运行中氢气侧容易积水导致个别节电压偏低，影响燃料电池 堆的功率输出，目前氢气侧排水通常采用氢气循环和脉冲排气的办法，氢气循环可以有 效提高氢气的利用率，但实现困难，成本很高，利用脉冲电磁阀实现氢气脉冲排气的办 法，硬件结构相对简单，但会降低氢气的利用率，如果控制不合理会导致氢气利用率过 低或者氢气排水不及时。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料电池氢气脉冲排气的控制系统和控制方法，可以 及时将燃料电池堆氢气侧的液态水及时排出。本专利技术的技术方案是一种燃料电池堆氢气侧排水控制系统，包括连接在燃料 电池堆氢气侧氢气排出通道上的脉冲电磁阀和脉冲电磁阀(100)的脉冲电磁阀驱动电路 (200)及脉冲电磁阀逻辑控制单元(300)，其特征在于所述脉冲电磁阀逻辑控制单元由数 字核心、燃料电池堆电流采样电路、燃料电池堆输出电流信号接口、燃料电池堆单体电 池电压采集电路、燃料电池堆单节电池电压信号接口、数字信号转换电路、燃料电池堆 脉冲电磁阀驱动电路信号接口、温度采集电、燃料电池堆的温度传感器信号接口组成， 所述脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心与燃料电池堆电流采样电路连通，燃料电池堆电 流采样电路与燃料电池堆输出电流信号接口连通，燃料电池堆输出电流信号接口与燃料 电池堆的电流传感器相连，采集燃料电池堆的输出电流；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字 核心与燃料电池堆单体电池电压采集电路连通，燃料电池堆单体电池电压采集电路与燃 料电池堆单节电池电压信号接口连通，燃料电池堆单节电池电压信号接口与燃料电池堆 电池电压信号线相连，采集燃料电池堆单节电池电压；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核 心与数字信号转换电路连通，数字信号转换电路与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号 接口连通，燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路 相连，通过数字信号转换电路控制燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路；脉冲电磁阀逻辑控 制单元数字核心与温度采集电路连通，温度采集电路与燃料电池堆的温度传感器信号接 口连通，燃料电池堆的温度传感器信号接口与燃料电池堆的温度传感器相连，采集燃料 电池堆的工作温度；所述脉冲电磁阀驱动电路是电子驱动电路，非机械开关控制，电子驱动电路 为脉冲电磁阀逻辑控制单元的信号与脉冲电磁阀驱动电路的电阻I一端相连，电阻I的 另一端与三极管I的基极相连，电阻II的一端与三极管I的集电极连接，另一端与光耦输 入端相连，三极管I的发射极接地，光耦204输出端分别与三极管II基极和集电极相连， 三极管II的发射极接地，光耦输出端与三极管II集电极连的线路与脉冲电磁阀连通，三极管II集电极通过二极管接地，控制脉冲电磁阀通断。本专利技术所述一种燃料电池堆氢气侧排水控制系统的控制方法，其特征在于所述 控制方法是根据电流积分、最低单电池电压和电堆温度进行控制脉冲电磁阀的占空比和 开关周期，控制单元检测并确定燃料电池最小单体电池电压Vcellmin及对应节数，判断 检测的燃料电池最小单体电池电压Vcellmin与设定电压值Vcellminset的关系，当燃料电 池堆某单体电池电压Vcellmin低于设定电压值Vcellminset时，脉冲电磁阀则连续排放N 次，排放周期为设定值Tcell，占空比为50%，当燃料电池堆单体电池电压都高于设定电 压值Vcellminset时，根据冷却介质温度和燃料电池堆输出电流积分确定温度系数Tcool和 电流积分值TIsum，排放打开时间为常数DRnorm，排放周期Tdr为温度系数Tcool和电 流积分值Tisum的乘积。本专利技术的有益效果是利用稳定可靠的脉冲电磁阀驱动电路，通过监测燃料电 池堆的单体最低电池电压、输出电流控制脉冲电磁阀的开关占空比和开关周期，可以将 燃料电池堆氢气侧的液态水及时排出，具有实现简单、成本低和系统结构简单等优点。附图说明本专利技术共有三幅附图，其中图1是燃料电池堆氢气侧排水控制系统结构框图，图2是脉冲电磁阀驱动电路原理图，图3是燃料电池堆氢气侧排水控制系统控制流程图。附图中，100、脉冲电磁阀，200、脉冲电磁阀驱动电路，201、电阻I，202、三 极管I，203、电阻II，204、光耦，205、三极管II，206、二极管，300、脉冲电磁阀逻 辑控制单元，301、数字核心，302、燃料电池堆电流采样电路，303、燃料电池堆单体电 池电压采集电路，304、数字信号转换电路，305、燃料电池堆输出电流信号接口，306、 燃料电池堆单节电池电压信号接口，307、燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口， 308、温度采集电路，309、燃料电池堆的温度传感器信号接口(309)。具体实施例方式燃料电池堆氢气排水控制分为三部分脉冲电磁阀100、脉冲电磁阀驱动电路 200和脉冲电磁阀逻辑控制单元300。脉冲电磁阀逻辑控制单元300由数字核心301、燃料 电池堆电流采样电路302、燃料电池堆输出电流信号接口 305、燃料电池堆单体电池电压 采集电路303、燃料电池堆单节电池电压信号接口 306、数字信号转换电路304、燃料电 池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口 307、温度采集电路308、燃料电池堆的温度传感器信 号接口 309组成，脉冲电磁阀逻辑控制单元300的数字核心301与燃料电池堆电流采样电 路302连通，燃料电池堆电流采样电路302与燃料电池堆输出电流信号接口 305连通，燃 料电池堆输出电流信号接口 305与燃料电池堆的电流传感器相连，采集燃料电池堆的输 出电流；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心301与燃料电池堆单体电池电压采集电路303 连通，燃料电池堆单体电池电压采集电路303与燃料电池堆单节电池电压信号接口 306连 通，燃料电池堆单节电池电压信号接口 306与燃料电池堆电池电压信号线相连，采集燃 料电池堆单节电池电压；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心301与数字信号转换电路304连通，数字信号转换电路304与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口 307连通，燃料 电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口 307与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路200相连，通 过数字信号转换电路304控制燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路200 ；脉冲电磁阀逻辑控制 单元数字核心301与温度采集电路308连通，温度采集电路308与燃料电池堆的温度传感 器信号接口 309连通，燃料电池堆的温度传感器信号接口 309与燃料电池堆的温度传感器 相连，采集燃料电池堆的工作温度。脉冲电磁阀驱动电路200是电子驱动电路，非机械开关控制，电子驱动电路 为脉冲电磁阀逻辑控制单元300的信号与脉冲电磁阀驱动电路200的电阻1201 —端相 连，电阻1201的另一端与三极管1202的基极相连，电阻II203的一端与三极管2021的集 电极连接，另一端与光耦204输入端相连，三极管1202的发射极接地，光耦204输出端 分别与三极管II205基极和集电极相连，三极管II205的发射极接地，光耦204输出端与三 极管II205集电极连接的线路与脉冲电磁阀100连通，三极管II205集电极通过二极管206 接地，控制脉冲电磁阀100通断。本专利技术的控制方法是根据电流积本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池堆氢气侧排水控制系统，包括连接在燃料电池堆氢气侧氢气排出通道上的脉冲电磁阀（１００）和脉冲电磁阀（１００）的脉冲电磁阀驱动电路（２００）及脉冲电磁阀逻辑控制单元（３００），其特征在于所述脉冲电磁阀逻辑控制单元（３００）由数字核心（３０１）、燃料电池堆电流采样电路（３０２）、燃料电池堆单体电池电压采集电路（３０３）、数字信号转换电路（３０４）、燃料电池堆输出电流信号接口（３０５）、燃料电池堆单节电池电压信号接口（３０６）、燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口（３０７）、温度采集电路（３０８）、燃料电池堆的温度传感器信号接口（３０９）组成，所述脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心（３０１）与燃料电池堆电流采样电路（３０２）连通，燃料电池堆电流采样电路（３０２）与燃料电池堆输出电流信号接口（３０５）连通，燃料电池堆输出电流信号接口（３０５）与燃料电池堆的电流传感器相连，采集燃料电池堆的输出电流；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心（３０１）与燃料电池堆单体电池电压采集电路（３０３）连通，燃料电池堆单体电池电压采集电路（３０３）与燃料电池堆单节电池电压信号接口（３０６）连通，燃料电池堆单节电池电压信号接口（３０６）与燃料电池堆电池电压信号线相连，采集燃料电池堆单节电池电压；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心（３０１）与数字信号转换电路（３０４）连通，数字信号转换电路（３０４）与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口（３０７）连通，燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路信号接口（３０７）与燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路（２００）相连，通过数字信号转换电路（３０４）控制燃料电池堆脉冲电磁阀驱动电路（２００）；脉冲电磁阀逻辑控制单元数字核心（３０１）与温度采集电路（３０８）连通，温度采集电路（３０８）与燃料电池堆的温度传感器信号接口（３０９）连通，燃料电池堆的温度传感器信号接口（３０９）与燃料电池堆的温度传感器相连，采集燃料电池堆的工作温度；所述脉冲电磁阀驱动电路（２００）是电子驱动电路，电子驱动电路为：脉冲电磁阀逻辑控制单元（３００）的信号与脉冲电磁阀驱动电路（２００）的电阻Ⅰ（２０１）一端相连，电阻Ⅰ（２０１）的另一端与三极管Ⅰ（２０２）的基极相连，电阻Ⅱ（２０３）的一端与三极管Ⅰ（２０２）的集电极连接，另一端与光耦（２０４）输入端相连，三极管Ⅰ（２０２）的发射极接地，光耦（２０４）输出端分别与三极管Ⅱ（２０５）基极和集电极相连，三极管Ⅱ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王克勇，杨景官，侯中军，孙德尧，丁鹏，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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