[发明专利]小型氢燃料电池电堆控制系统

说明书

技术领域

本实用型新涉及小型氢燃料电池电堆控制系统。特别是燃料电池的功能，氢气燃料的储存量，加湿器水位，电堆电压与温度的显示方式，水位传感器的设计。 

背景技术

在21世纪，随着能源枯竭的问题不断的涌现，发展和使用绿色能源成了全球关注的热点，国家也在大力的推崇氢燃料电池，由于氢燃料电池是一种使用氢气作为燃料来发电的装置。其副产物只有水。它是理想的绿色动力选择。但是燃料电池是一种将化学能转换成电能的装置，转换总要受到外部环境的影响，如：温度、湿度、气体的流量，这就需要一个控制系统来控制这些参数，使产生的电源能够安全、稳定的应用于供电系统上。同时由于传统的供电系统，不利于长期供电且充电时间较长会给操作者带来很大的麻烦。而本发明的供电系统，可以到加氢站充气，快捷方便且转换成电能的效率也比较高，况且也没有传统的那样的噪音和污染，运行起来比较安全，平稳。 

发明内容

本发明的目的是： 

1.当燃料电池用于供电系统上时。操作者可以通过显示系统即时了解系统工作状态。

2.通过控制系统的自动控制来实现对燃料电池的自我保护，智能活化。 

3.通过自动控制系统实现对燃料电池气体供应的自动控制。 

本发明的技术解决方案是：一种用于供电系统的小型氢燃料电池控制系统，其特征是：一个单片机控制系统控制传感器、风扇、电磁阀、蜂鸣器、活化开关的运行。气压传感器、温度传感器、水位传感器、电压传感器采集到的数据可以通过显示板来实时显示，便于操作者观测到燃料电池系统的工作状态。如果出现异常情况，系统可以通过显示板灯的闪烁和蜂鸣器的报警，来提醒操作者，通过断负载等方式来实现对电堆的自动保护。系统根据温度传感器采集到的数据来调节风扇转速，使电堆工作在最佳状态。控制系统通过计算和比较传感器采集到的数据来控制进气电磁阀和出气电磁阀的相关动作，实现对气路的自动控制。系统可以自动的实现对电堆的活化，操作者可以自行选择是否需要活化功能。 

本发明的有益效果为：通过显示及自动控制，操作者可以及时补充氢气燃料和水。平时使用中，操作者不需要对燃料电池进行维护和操作。 

附图说明

图1为小型氢燃料电池电堆控制系统的系统原理图。 

图2为小型氢燃料电池电堆控制系统的工作流程图。 

具体实施方式

附图展示了本发明的结构及工作实施例。图中： 

1、活化开关；2、开关机按钮；3、显示板；4、蜂鸣器；5、25MPA气压传感器；6、水位传感器；7、电压传感器；8、250MPA气压传感器；9、进气电磁阀；10、温度传感器；11、风扇；12、排气电磁阀；13、电流传感器。 

下面综合附图对本发明进一步说明。 

图1中的显示板(3)安装供电系统的前面板上，可以方便操作者即时观看到电压、温度、水位、气压的状况。开关机按钮(2)来启动供电系统，启动的时候蜂鸣器(4)会发出报警提示音，如果一直报警，操作者需要检测温度传感器(10)是否接好，或者是因为电压传感器(7)检测到的电压过低造成的，操作者等待一会即可，同时进气电磁阀(9)打开，12排气阀每隔10S的时间打开1S，进行往复动作，风扇(11)转动。如果250MPA气压传感器(8)检测的气压高于设定值时，开关机按钮(2)会启动不了供电系统，同时进气电磁阀(9)会关闭，排气电磁阀(12)会打开，对供电系统进行保护。正常工作的时候，开机的时候如果操作者把活化开关(1)打开，会对电堆进行几次的活化。25MPA气压传感器(5)用来检测高压储氢瓶里面氢气的状况，通过显示板(3)上的LED灯显示，一旦检测到氢气量低时，蜂鸣器(4)报警，同时相应的LED灯闪烁，提醒操作者加气。250MPA气压传感器(8)检测的气压高于设定值时，4蜂鸣器(4)会发出报警的声音，同时进气电磁阀(9)会关闭，排气电磁阀(12)会打开，使供电系统关机，对供电系统进行保护，防止意外发生。水位传感器(6)用来检测加湿其中水位的状况，当水位低时会发出报警的声音，同时相应的LED灯会闪烁，提醒操作者加水。温度传感器(10)用来检测电堆的温度，当温度升高时，风扇(11)转速会加快，是电堆工作在最佳状态，当温度超过设定值时，蜂鸣器(4)会发出报警声音，相应的LED灯会闪烁，提醒操作者供电系统因为温度过高停止，当温度低于设定值时，供电系统重新启动。电压传感器(7)用来检测电堆输出的电压，检测到的数据在显示板(3)上显示，当输出的电压低于设定值时，蜂鸣器(4)发出报警的声音，同时相应的灯闪烁，提醒操作者因为输出电压低，使供电系统停止运行，当电压升到设定值时会重新启动供电系统，这样可以有效的保护电堆。电流传感器(13)用来检测提供给供电系统的电流，当连续2次检测到电流过高时，会发出报警声音关机。活化开关(1)开关机启动按钮关机时会发出报警提示音。本次发明小型氢燃料电池控制系统应用在供电系统上，操作者使用更方便，安全，故障排查更清晰。