燃料电池安全监控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池安全监控系统，其包括中央处理单元、第一扩展模块、第二扩展模块、通信模块、人机界面和多个传感器，所述第一扩展模块、所述第二扩展模块与所述中央处理单元直接或间接连接，所述通信模块、所述人机界面与所述中央处理单元直接连接，所述多个传感器分别与所述中央处理单元、所述第一扩展模块和第二扩展模块相连。本发明专利技术的燃料电池安全监控系统，为燃料电池提供一个安全、稳定的工作环境，实现安全、高效地对燃料电池的工作环境进行安全监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池应用
，特别涉及一种燃料电池安全监控系统。
技术介绍
燃料电池作为一种新型能源，目前已经被越来越广泛地应用，其作为一种新型能源，虽然其转化效率很高，但在通常情况下，氢气的贮存和使用存在一定的危险。如果发现电路中有个别电路接触不好发生火花时，在这个时候又遇到有氢气泄露的情况，很容易发生起火，这样燃料电池系统就存在一定的危险性，为了避免这种情况的发生，必须先了解那些因素会影响燃料电池氢气泄露。针对电堆本身来说，氢的泄漏点主要有两处，第一处是氢气供给接口，另外一处是多片电堆的层叠间隙处。当电堆受到外部机械撞击时，其自身的机械机构会发生变化，造成原有密封结构的破坏，导致氢气泄漏。而电堆的氢气供给接口除了在被破坏时会导致泄漏之外，也要考虑氢气供气系统失效导致氢气供给压力过高而带来的不稳定因素。针对目前燃料电池的应用中所存在的安全隐患，有必要提出一种燃料电池安全监控系统。
技术实现思路
本专利技术针对燃料电池在使用过程中存在的一些安全隐患，提出一种燃料电池安全监控系统，为燃料电池提供一个安全、稳定的工作环境，并将周围环境及机柜的动态环境有一个总体的监控和上传。本专利技术所采用的技术方案具体是这样实现的本专利技术提供了一种燃料电池安全监控系统，其包括中央处理单元、第一扩展模块、第二扩展模块、通信模块、人机界面和多个传感器，所述第一扩展模块、所述第二扩展模块与所述中央处理单元直接或间接连接，所述通信模块、所述人机界面与所述中央处理单元直接连接，所述多个传感器分别与所述中央处理单元、所述第一扩展模块和第二扩展模块相连。优选地，所述第一扩展模块直接与所述中央处理单元连接，所述第二扩展模块与所述第一扩展模块连接。优选地，所述多个传感器中包括与所述中央处理单元连接的水浸传感器、铁门门磁传感器、烟雾传感器和倾角撞击传感器。优选地，所述多个传感器中包括与所述第一扩展模块连接的电池温度传感器、环境温度传感器、气体阀前压力传感器、气体阀后压力传感器和环境湿度传感器。优选地，当所述电池温度传感器、环境温度传感器、气体阀前压力传感器、气体阀后压力传感器和环境湿度传感器中任何一个检测到异常时，所述燃料电池安全监控系统发出严重告警信号，同时由中央处理单元发出关闭信号停止燃料电池工作。优选地，还包括与所述中央处理单元、所述第一扩展模块或第二扩展模块连接的对燃料电池运行温度、输出电压和输出电流进行监控的传感器。优选地，所述多个传感器中包括与所述第二扩展模块相连的氢气浓度传感器。 优选地，所述通信模块为无线数据传输模块。优选地，所述中央处理单元将得到的告警信号通过所述无线数据传输模块传送到相关人员的手中。优选地，所述人机界面包括可编程控制器，可以通过编程实现对中央处理单元进行程序设定。本专利技术的燃料电池安全监控系统，为燃料电池提供一个安全、稳定的工作环境，并将周围环境及机柜的动态环境有一个总体的监控和上传，对于监控到的一些重要的异常信息，可以发出相应的开关指令来关闭燃料电池，实现安全、高效地对燃料电池的工作环境进行安全监控。附图说明图1是本专利技术实施例的燃料电池安全监控系统的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例的燃料电池组件结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，使本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。下面结合图1和图2对本专利技术的燃料电池安全监控系统的具体实施例进行详细说明。如图1所示，本专利技术的燃料电池安全监控系统包括中央处理单元100、第一扩展模块200、第二扩展模块300、通信模块400、人机界面500和多个传感器，第一扩展模块200、 第二扩展模块300与中央处理单元100直接或间接连接，通信模块400、人机界面500与中央处理单元100直接连接，多个传感器分别与中央处理单元100、第一扩展模块200和第二扩展模块300相连。本实施例中，第一扩展模块200直接与中央处理单元100连接，第二扩展模块300 与第一扩展模块200连接。如图1所示，本实施例的燃料电池安全监控系统中，多个传感器中包括与中央处理单元100连接的水浸传感器601、铁门门磁传感器602、烟雾传感器603 和倾角撞击传感器604，水浸传感器601、铁门门磁传感器602、烟雾传感器603和倾角撞击传感器604分别对环境中是否水浸、铁门门磁状态、环境中烟雾含量和倾角是否遭到撞击进行监测。另外，多个传感器中包括与第一扩展模块200连接的电池温度传感器605、环境温度传感器606、气体阀前压力传感器607、气体阀后压力传感器608和环境湿度传感器609， 电池温度传感器605、环境温度传感器606、气体阀前压力传感器607、气体阀后压力传感器 608和环境湿度传感器609分别对燃料电池的温度、环境的温度、气体阀前的压力、气体阀后的压力和环境湿度进行监测。优选地，本实施例中，每个燃料电池单元中各设置一个电池温度传感器605，本实施例中，如图2所示，采用四个燃料电池单元，每个燃料电池单元分别与直流电量变送器相连(电流)和直流电量变送器(电压)相连，四个燃料电池单元并联连4接，通过一个直流电量变送器(总电压)为外部提供电源。本实施例中，当电池温度传感器605、环境温度传感器606、气体阀前压力传感器 607、气体阀后压力传感器608和环境湿度传感器609中任何一个检测到异常时，燃料电池安全监控系统发出严重告警信号，同时由中央处理单元100发出关闭信号停止燃料电池工作。优选地，本实施例的燃料电池安全监控系统还包括与中央处理单元100、第一扩展模块 200或第二扩展模块300连接的对燃料电池运行温度、输出电压和输出电流进行监控的传感器(未图示)。如图1所示，多个传感器中还包括与第二扩展模块300相连的氢气浓度传感器 610，其可以实现对环境中氢气的浓度进行监测本专利技术的燃料电池安全监控系统中，优选地，通信模块400为无线数据传输模块，例如采用G-BOX模块。优选地，中央处理单元100将得到的告警信号通过无线数据传输模块传送到相关人员的手中。另外，优选地，提供系统和用户之间进行交互和信息交换的人机界面 500包括可编程控制器PLC，可编程控制器PLC可以通过编程实现对中央处理单元100进行程序设定。本专利技术的燃料电池安全监控系统中，可以将监控部分分为A、B、C三类，具体划分如下所述。A类包括水浸传感器、铁门门磁传感器、烟雾传感器、倾斜撞击传感器。这类传感器能够对设备的动态工作环境有一个实时的监控，能够初步保证柜内设备的安全和电气设备的电气稳定性。同时，倾斜撞击传感器和烟雾传感器能一定程度上的防止氢燃料爆炸。B类包括环境温度传感器、环境湿度传感器、气体阀前压力传感器、气体阀后压力传感器、氢气浓度传感器。这类传感器属于严重告警信号，这类信号的输出能够影响燃料电池是否启动和停止的一个标志。环境温度传感器和环境湿度传感器能够检测电子设备一个运行环境温度，由于控制电路较多，优选地，为了不影响控制电路的性能，尽量减少燃料电池控制系统及燃料电池对温度的要求。气体阀前压力传感器能够检测氢气瓶氢气存余量是否正常。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成珂，葛志义，闫伟，陈思澄，梁伟，
申请(专利权)人：南京禾浩通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：