论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池是一种通过电化学反应将化学能转化为电能的发电装置。由于其电化学反应的过程没有卡诺循环影响,其能量转化的效率比热机高得多。质子交换膜燃料电池以氢气和氧气为燃料,电化学反应后生成的是水,对环境无污染,可实现二氧化碳、氮氧化合物等温室气体的零排放。质子交换膜燃料电池的高效、环境友好特性使其在世界范围内受到越来越多的重视,世界各国都增加对质子膜燃料电池的研究。
检测控制系统是保证质子交换膜燃料电池堆安全、可靠运行的重要组成部分。本文以开发一个安全、可靠的质子交换膜燃料电池堆检测控制系统为目的,对检测控制系统的总体结构进行设计,对软硬件进行开发。
本文首先介绍了质子交换膜燃料电池的工作原理和电堆系统的组成,在分析电堆性能的影响因素基础上,确定检测控制系统的整体结构并对整体结构进行单元划分。构建了检测控制系统的硬件结构,并对单电池电压巡检单元和焓轮加湿器控制单元进行了详细的硬件电路设计;在软件设计方面,制定了检测控制系统的控制流程,结合硬件结构提出了顶层远程端软件、中间层实时控制软件和底层FPGA软件三层软件结构,使用LabVIEW及其实时、FPGA模块对检测控制系统的底层FPGA软件、中间层实时控制器软件、顶层远程控制端的软件进行了详细的设计。最终实现了检测控制系统的控制流程,完成了质子交换膜燃料电池检测控制系统的设计。