本發(fā)明設(shè)計電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有大功率金屬燃料電池控制系統(tǒng)智能化程度低。主要由電解液上液系統(tǒng)，導(dǎo)風系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)，溫度采集系統(tǒng)，氫氣濃度采集系統(tǒng)，輸出電壓采集系統(tǒng)，輸出電流采集系統(tǒng)組成。目前技術(shù)方案僅能實現(xiàn)電解液的循環(huán)，金屬燃料電池的啟動停止，金屬燃料電池的過載，過流，過溫保護功能。現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于不能對電解液上液系統(tǒng)和導(dǎo)風系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)并且沒有金屬燃料電池自動清洗維護系統(tǒng)，也不能存儲和和導(dǎo)出運行過程中采集到的燃料電池運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例公開了一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，包括：金屬燃料電池組；導(dǎo)風裝置，用于向所述金屬燃料電池組中吹入氧氣并對所述金屬燃料電池組進行降溫；電解液儲液器，所述電解液儲液器內(nèi)填充有電解液，所述電解液儲液器與所述金屬燃料電池組通過閥門連接；電解液循環(huán)泵，設(shè)置在所述金屬燃料電池組和所述電解液儲液器之間的循環(huán)管路上；控制模塊，所述控制模塊用于控制所述閥門、所述電解液循環(huán)泵和所述導(dǎo)風裝置的開啟與關(guān)閉，所述控制模塊還用于控制所述電解液循環(huán)泵的運行狀態(tài)和所述導(dǎo)風裝置的運行狀態(tài)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進一步地，還包括：清洗液儲液器，所述清洗液儲液器通過所述閥門與所述金屬燃料電池組連接，所述清洗液儲液器內(nèi)填充有清洗液；清洗液循環(huán)泵，設(shè)置在所述金屬燃料電池組和所述清洗液儲液器之間的循環(huán)管路上；其中，所述控制模塊還用于控制所述閥門在所述電解液儲液器與所述金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路和所述清洗液儲液器與所述金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路上相互切換，所述控制模塊還用于控制所述清洗液循環(huán)泵的運行狀態(tài)。

進一步地，還包括：溫度采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作溫度；電壓采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作電壓；電流采集模塊，用于采集所述金屬燃料電池組的工作電流；加熱制冷裝置，用于根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)所述電解液的工作溫度；其中，所述控制模塊還用于根據(jù)所述金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流與所述金屬燃料電池組的預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)進行比較得到所述溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風裝置調(diào)節(jié)指令，并將所述溫度調(diào)節(jié)指令、所述電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和所述導(dǎo)風裝置調(diào)節(jié)指令分別發(fā)送給所述加熱制冷裝置、所述電解液循環(huán)泵和所述導(dǎo)風裝置以進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)使所述金屬燃料電池組進入所述預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)。

進一步地，還包括：報警模塊，用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的報警指令進行報警；其中，所述控制模塊還用于設(shè)定在對應(yīng)于所述預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)的工作溫度報警閾值、工作電壓報警閾值和工作電流報警閾值，當所述金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流中任意一種達到對應(yīng)的所述工作溫度報警閾值、工作電壓報警閾值和工作電流報警閾值時向所述報警模塊發(fā)送所述報警指令。

進一步地，還包括：數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲金屬燃料電池組的工作溫度數(shù)據(jù)、工作電壓數(shù)據(jù)和所述工作電流數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：

通過控制模塊可以電解液循環(huán)泵和供氧源進行控制和調(diào)節(jié)，以控制金屬燃料電池的運行狀態(tài)；

對金屬燃料電池組運行停止時維護清洗利于延長大功率金屬燃料電池的使用壽命，同時保障了金屬燃料電池的下一次啟動運行效率；

通過綜合控制模塊對金屬燃料電池運行時電解液溫度的實時監(jiān)測并控制加熱制冷裝置加熱或制冷，使金屬燃料電池維持一個適合的工作運行溫度，從而保證金屬燃料電池的穩(wěn)定運行；

根據(jù)金屬燃料電池運行時的溫度監(jiān)測反饋，調(diào)整導(dǎo)風裝置和電解液循環(huán)泵的速度使金屬燃料電池工作在最佳狀態(tài)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明一個實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)。

圖1是本發(fā)明一個實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，一種大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)，包括金屬燃料電池組、導(dǎo)風裝置、電解液儲液器、電解液循環(huán)泵和控制模塊。其中，導(dǎo)風裝置用于在控制模塊的控制下向金屬燃料電池組中吹入氧氣的同時并對金屬燃料電池組進行降溫。控制模塊通過控制導(dǎo)風裝置可以調(diào)節(jié)對金屬電池組的運行環(huán)境溫度，并且在導(dǎo)風裝置向金屬燃料電池組吹入氧氣的同時，對運行中的金屬燃料電池組進行降溫，采用高風扇具有成本低，供氧量控制精確且可以對金屬燃料電池組進行降溫的優(yōu)點。電解液儲液器內(nèi)填充有電解液，電解液儲液器與金屬燃料電池組通過閥門連接。電解液循環(huán)泵設(shè)置在金屬燃料電池組和電解液儲液器之間的循環(huán)管路上?？刂颇K用于控制閥門、電解液循環(huán)泵和導(dǎo)風裝置的開啟與關(guān)閉。控制模塊還用于控制電解液循環(huán)泵的運行狀態(tài)和導(dǎo)風裝置的運行狀態(tài)。在閥門開啟時，控制模塊通過控制電解液循環(huán)泵可以控制電解液在電解液儲液器和金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路中的循環(huán)流動速度，同時通過導(dǎo)風裝置可以調(diào)節(jié)金屬燃料電池組周圍的環(huán)境溫度。在本發(fā)明的一個示例中，控制模塊分為上位機控制模塊和下位機控制模塊，上位機控制模塊用于通過觸控屏幕設(shè)定導(dǎo)風裝置的運行狀態(tài)、電解液循環(huán)泵的運行功率和運行時間等設(shè)定條件；下位機通過RS485總線協(xié)議與上位機進行通訊，接收上位機控制模塊發(fā)送的設(shè)定條件，并控制相應(yīng)的設(shè)備按照設(shè)定條件運行。在本發(fā)明的一個示例中，上位機控制模塊采用STM32F103VET。

在本發(fā)明的一個實施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括清洗液儲液器和清洗液循環(huán)泵。其中，清洗液儲液器與金屬燃料電池組通過上述閥門連接，清洗液儲液器內(nèi)填充有清洗液。清洗液循環(huán)泵設(shè)置在金屬燃料電池組和清洗液儲液器之間的循環(huán)管路上。在金屬燃料電池組運行停止時，控制模塊控制閥門切換至清洗液儲液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，關(guān)閉電解液儲液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路。控制模塊通過控制清洗液循環(huán)泵的運行狀態(tài)，以清洗金屬燃料電池。通過在金屬燃料電池組運行停止時維護清洗利于延長大功率金屬燃料電池的使用壽命，同時保障了金屬燃料電池的下一次啟動運行效率。當進行清洗到設(shè)定時間后，關(guān)閉清洗液循環(huán)泵，并等待清洗液回流至清洗液儲液器后，通過閥門控制關(guān)閉清洗液儲液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，切換至電解液儲液器與金屬燃料電池組之間的循環(huán)管路，以便金屬燃料電池組可以再次工作。

在本發(fā)明的一個實施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括溫度采集模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊和加熱制冷裝置。其中，溫度采集模塊用于采集金屬燃料電池組的工作溫度。在本發(fā)明的一個示例中，溫度采集模塊采用數(shù)字溫度傳感芯片DS18B20，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點。電壓采集模塊用于采集金屬燃料電池組的工作電壓，在本發(fā)明的一個示例中，采用高精度ADC作為電壓采集模塊。電流采集模塊采用分流器與信號放大電路組成，用于采集金屬燃料電池組的工作電流。加熱制冷裝置還用于根據(jù)溫度調(diào)節(jié)指令調(diào)節(jié)電解液的工作溫度?？刂颇K實施監(jiān)測金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流，并根據(jù)預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)下對應(yīng)的金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流與當前的金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流進行比較，進而得到溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風裝置調(diào)節(jié)指令，并將溫度調(diào)節(jié)指令、電解液循環(huán)泵調(diào)節(jié)指令和導(dǎo)風裝置調(diào)節(jié)指令分別發(fā)送給加熱制冷裝置、電解液循環(huán)泵和導(dǎo)風裝置以進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)使金屬燃料電池組進入預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)，從而保證金屬燃料電池的穩(wěn)定運行。

在本發(fā)明的一個實施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括報警模塊，報警模塊用于根據(jù)控制模塊發(fā)送的報警指令進行報警。其中，控制模塊還用于設(shè)定在對應(yīng)于預(yù)設(shè)最佳工作狀態(tài)的工作溫度報警閾值、工作電壓報警閾值和工作電流報警閾值，當金屬燃料電池組的工作溫度、工作電壓和工作電流中任意一種達到對應(yīng)的工作溫度報警閾值、工作電壓報警閾值和工作電流報警閾值時向報警模塊發(fā)送報警指令。在本發(fā)明的一個示例中，報警模塊為蜂鳴器。

在本發(fā)明的一個實施例中，大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲金屬燃料電池組的工作溫度數(shù)據(jù)、工作電壓數(shù)據(jù)和工作電流數(shù)據(jù)。通過記錄燃料電池運行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以對燃料電池的運行情況進行更好的分析和維護。在本發(fā)明的一個實施例中，數(shù)據(jù)存儲模塊采用SD卡。

另外，本發(fā)明實施例的大功率金屬燃料電池綜合控制系統(tǒng)的其它構(gòu)成以及作用對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。