一种燃料电池备用电源控制系统的制作方法

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池备用电源控制系统。

背景技术：

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用氢气和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的产物是水故对环境没有污染。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

以往的备用电源通常使用柴油发电机，然而柴油发电机虽然技术成熟，但是其具有高污染，能源利用率低的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池备用电源控制系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池备用电源控制系统，包括主控制单元、多个燃料电池模块，每个所述燃料电池模块均各自通过子控制单元与所述主控制单元内置的CAN1～CAN3接口相连接，所述主控制单元内置的CAN4接口与逆变电源相连接，所述主控制单元通过RS232通信与用于显示实时测量数据的触摸显示屏相连接，所述主控制单元还与外部氢气泄漏检测传感器、柜内温度测量传感器、氢气压力测量传感器和用于启停的启动开关以及加热器模块相连接。

进一步地，所述的子控制单元内还集成设置有温度测量模块、电流测量模块、用于单片电池电压及燃料电池电压的电压测量模块、用于风扇运行速度控制的风扇控制模块和用于不定期排放电池生成的水和尾气的电磁阀控制模块。

进一步地，所述的逆变电源为380V交流逆变电源。

进一步地，所述的主控制单元还分别与用于给机柜内部保温的加热器、用于加快机柜升温时间的出风门装置及进风门装置和用于引导进气的进气电磁阀相连接。

进一步地，所述的主控制单元所采用的芯片为STM32系列芯片。

进一步地，所述的子控制单元所采用的芯片为ARM系列开发板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)超长供能时间，若运营商对于室外基站后备电源持续供能有较高的要求(超过8个小时)，燃料电池备用电源解决方案相比传统解决方案可以轻松实现超长持续供能，而不必考虑成本、重量的影响。12小时、16小时、24小时超长供能时间使得运营商不再为后备电源持续时间而烦恼。

(2)运营成本低，环境友好，相比传统备用电源解决方案，燃料电池备用电源的寿命可达十年，每年仅需要作简单的维护，大大降低了运营商在生命周期中的设备建设成本和人员维护成本。同时燃料电池较好的环境适应性使得所需的维护能耗低。如图所示，3年之后，燃料电池备用电源相对传统备用电源有着更显著的投资回报率，燃料电池备用电源在运行时不会排放二氧化碳，不会产生硫化物和氮化物等有毒气体，不会产生噪音，只会产生水和热量。生命周期结束后对环境几乎无任何污染，是最清洁的解决方案。

附图说明

为了进一步阐明本实用新型的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。并且，附图中示出的各个部分的相对位置和大小是示例性的，而不应当被理解成各个部分之间唯一确定的位置或尺寸关系。

图1为本实用新型的整体架构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1所示为本实用新型技术方案对应的实施例，包括主控制单元、多个燃料电池模块，每个燃料电池模块均各自通过子控制单元与主控制单元内置的CAN1～CAN3接口相连接，主控制单元内置的CAN4接口与逆变电源相连接，主控制单元通过RS232通信与用于显示实时测量数据的触摸显示屏相连接，主控制单元还与外部氢气泄漏检测传感器、柜内温度测量传感器、氢气压力测量传感器和用于启停的启动开关以及加热器模块相连接，子控制单元内还集成设置有温度测量模块、电流测量模块、用于单片电池电压及燃料电池电压的电压测量模块、用于风扇运行速度控制的风扇控制模块和用于不定期排放电池生成的水和尾气的电磁阀控制模块，主控制单元还分别与用于给机柜内部保温的加热器、用于加快机柜升温时间的出风门装置及进风门装置和用于引导进气的进气电磁阀相连接。

本实施例中，逆变电源为380V交流逆变电源，主控制单元所采用的芯片为STM32系列芯片，具体采用STM32F101ZGT6，子控制单元所采用的芯片为ARM系列开发板，具体采用ARM7系列开发版。

本实用新型的工作原理如下：

本系统有三块燃料电池模块组成，每个模块对应一个控制单元。子控制单元负责采集各自所对应的燃料电池的出口温度，电压、电流、单片电池的电压，控制风扇运行速度来调节电池的温度，不定期的控制电磁阀来排放电池生成的水或尾气。每个子控制单元与主控单元相连接。每个子控制单元不需要独立的ID，主控制单元可以自动识别接入的燃料电池的ID。主控制器除了接收每个子控制单元的数据外，还采集系统内部的氢气泄漏、柜体内部温度、氢气压力，数据通过RS232传递给触摸屏，在屏上显示出来。

触摸屏和主控制单元通讯是双向的。触摸屏向主控制单元发送开机指令，主控制单元收到开机指令后，通过CAN1、CAN2、CAN3发送给子控制单元，子控制单元接收到指令后启动各自的燃料电池模块。系统关机也如此。

还有一种开关机模式。主控制单元与启动开关装置通过电气相连，主控制单元根据启动开关装置的不同状态来启动或关闭备用电源系统。

加热器用来给机柜内部保温，关闭进风门、出风门装置可以加快机柜内的升温时间。系统运行时，主控制单元打开进风门、出风门装置。平时是关闭的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。