一種基于WI-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于WI-FI?Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，它涉及一種燃料電池控制系統(tǒng)。它包括直流變換器、單體監(jiān)控單元、空壓機(jī)單元、散熱單元、燃料電池控制器、人機(jī)接口、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊、無線收發(fā)模塊和天線，直流變換器、單體監(jiān)控單元、空壓機(jī)單元、散熱單元均與燃料電池控制器相連，人機(jī)接口、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊、無線收發(fā)模塊均與燃料電池控制器雙向連接，無線收發(fā)模塊與天線雙向連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，將WI-FI?Direct技術(shù)應(yīng)用到燃料電池控制系統(tǒng)中，改善了傳統(tǒng)的控制方法造成的軟硬件資源及人力資源的浪費(fèi)問題，保障了測試人員的人身安全，實(shí)用性更強(qiáng)。
【專利說明】-種基于V1M-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種燃料電池控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于WI-FI Direct的燃料 電池?zé)o線控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] WI-FI Direct 標(biāo)準(zhǔn)原名 "WI-FI peer-to-peer"，即 P2P 版本的 WI-FI，它可以在 傳統(tǒng)AP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不存在的情況下支持點(diǎn)到點(diǎn)的通信，并且WI-FI Direct設(shè)備中的Group Owner可以兼容傳統(tǒng)的WI-FI設(shè)備，符合WI-FI Direct標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備在無需熱點(diǎn)、基站、路由 或AP的情況下就可以方便的和其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡單、快速、安全的直連，傳輸數(shù)據(jù)或共享文 件。
[0003] 燃料電池系統(tǒng)是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)的控制 主要涉及到對系統(tǒng)采集到的電壓、電流、溫度、壓力等信號的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及調(diào)整，從而達(dá)到 燃料電池系統(tǒng)穩(wěn)定工作，穩(wěn)定輸出電能的目的，目前燃料電池系統(tǒng)的控制主要依賴于CAN 總線連接上位機(jī)，開發(fā)相應(yīng)的上位機(jī)軟件將CAN總線發(fā)來的數(shù)據(jù)顯示在上位機(jī)上完成實(shí)時(shí) 監(jiān)控和各項(xiàng)指標(biāo)調(diào)節(jié)，以上基于CAN總線的燃料電池系統(tǒng)具有以下不足：
[0004] 1、燃料電池系統(tǒng)因?yàn)橛布壔蛴布丝诘母淖兌鴰淼能浖兏?，需要重新開 發(fā)上位機(jī)軟件。
[0005] 2、由于CAN線長度的局限性，測試人員需要在系統(tǒng)十米范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控，若增長 CAN線長度將會(huì)減小CAN總線節(jié)點(diǎn)之間的通信速度。
[0006] 3、由于燃料電池系統(tǒng)所使用的燃料的不穩(wěn)定性，一旦有燃料氣體泄露則會(huì)產(chǎn)生重 大安全隱患。
[0007] 4、燃料電池系統(tǒng)需要獨(dú)立的上位機(jī)完成實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且一個(gè)測試人員同時(shí)只能監(jiān) 控一套系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種基于WI-FI Direct的燃 料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，將WI-FI Direct技術(shù)應(yīng)用到燃料電池控制系統(tǒng) 中，改善了傳統(tǒng)的控制方法造成的軟硬件資源及人力資源的浪費(fèi)問題，保障了測試人員的 人身安全，實(shí)用性更強(qiáng)。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種基于WI-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，包括直流變換器、單體監(jiān)控單元、空壓機(jī)單元、人機(jī)接口 和天線；其還包括：
[0010] 散熱單元，用于采集所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸給燃料電池 控制器
[0011] 燃料電池控制器，用于監(jiān)控燃料電池系統(tǒng)，將氫能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)使用的電能，保持母 線電壓的穩(wěn)定；
[0012] 無線收發(fā)模塊，用于將燃料電池控制器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送出去，并將 天線接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給燃料電池控制器；
[0013] 網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊，用于對原有的燃料電池控制器FCU進(jìn)行擴(kuò)展，從而使燃料電 池控制器能夠進(jìn)行無線信號傳輸；
[0014] 所述直流變換器、單體監(jiān)控單元、空壓機(jī)單元、散熱單元均與燃料電池控制器相 連，人機(jī)接口、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊、無線收發(fā)模塊均與燃料電池控制器雙向連接，無線收發(fā) 模塊與天線雙向連接。
[0015] 作為優(yōu)選，所述的網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊包括燃料電池控制器、網(wǎng)絡(luò)芯片、網(wǎng)絡(luò)變壓芯 片和RJ45接口，燃料電池控制器與網(wǎng)絡(luò)芯片雙向連接，網(wǎng)絡(luò)變壓芯片均與網(wǎng)絡(luò)芯片和RJ45 接口連接。
[0016] 作為優(yōu)選，所述的人機(jī)接口包括觸摸屏和指示燈。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：1、燃料電池系統(tǒng)的硬件升級和端口變更并不會(huì)影響傳輸數(shù)據(jù) 的內(nèi)容，只要傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)示符不變就不用重新開發(fā)上位機(jī)軟件。
[0018] 2、由于采用無線數(shù)據(jù)傳輸，因此擺脫了冗長的信號線連接，在不影響通信速度的 基礎(chǔ)上增大了信號傳輸距離，同時(shí)改善了現(xiàn)有的電路線，信號線，水、氣管道縱橫交錯(cuò)的現(xiàn) 狀。
[0019] 3、無線監(jiān)控與測試完全可以將人與燃料電池系統(tǒng)分隔開來，提高了測試過程中的 人員安全性。
[0020] 4、WI-FI Direct標(biāo)準(zhǔn)支持一對多的通信，因此一個(gè)測試人員可以同時(shí)監(jiān)控和測試 2-3臺(tái)燃料電池系統(tǒng)，大大節(jié)約了人力資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0022] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明的應(yīng)用場景圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合

【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0026] 參照圖1-3,本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案：一種基于WI-FI Direct的燃料電 池?zé)o線控制系統(tǒng)，包括直流變換器ECDC、單體監(jiān)控單元CVM、空壓機(jī)單元CMP、散熱單元ECU、 燃料電池控制器K：U、人機(jī)接口 HMI、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊A、無線收發(fā)模塊B和天線C，直流變 換器ECDC、單體監(jiān)控單元CVM、空壓機(jī)單元CMP、散熱單元D⑶均與燃料電池控制器F⑶相 連，直流變換器DCDC、單體監(jiān)控單元CVM、空壓機(jī)單元CMP、散熱單元DCU分別采集所需要的 各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸給燃料電池控制器FCU，通過執(zhí)行器執(zhí)行FCU下達(dá)的 命令；人機(jī)接口 HMI、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊A、無線收發(fā)模塊B均與燃料電池控制器FCU雙向連 接，無線收發(fā)模塊B與天線C雙向連接，無線收發(fā)模塊B主要是將燃料電池控制器FCU發(fā)送 過來的數(shù)據(jù)通過天線C發(fā)送出去，并將天線C接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給燃料電池控制器FCU。
[0027] 值得注意的是，所述的網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊A包括燃料電池控制器D、網(wǎng)絡(luò)芯片E、網(wǎng) 絡(luò)變壓芯片F(xiàn)和RJ45接口 G，燃料電池控制器D與網(wǎng)絡(luò)芯片E雙向連接，網(wǎng)絡(luò)變壓芯片F(xiàn)均 與網(wǎng)絡(luò)芯片E和RJ45接口 G連接。
[0028] 此外，所述的人機(jī)接口 HMI包括觸摸屏和指示燈，觸摸屏為用戶提供系統(tǒng)運(yùn)行參 數(shù)和詳細(xì)的報(bào)警信息，指示燈主要是在觸摸屏處于低功耗狀態(tài)下為系統(tǒng)提供基本的運(yùn)行信 息，即待機(jī)指示、運(yùn)行指示及故障指示。
[0029] 本【具體實(shí)施方式】的監(jiān)控對象主要包括電堆輸出電壓、電流，單體電壓、電流，D⑶C 輸出電壓、電流，負(fù)載電壓、電流，水進(jìn)、水出溫度，DCDC工作溫度，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，散熱風(fēng)扇開度 等，燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池電堆、風(fēng)機(jī)、水泵、氫氣供氣閥門、氫氣排氣閥門、散熱器、力口 濕器和功率DCDC，燃料電池控制器用于監(jiān)控燃料電池系統(tǒng)，將氫能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)使用的電能， 保持母線電壓的穩(wěn)定。
[0030] 燃料電池控制器rcu的主要控制功能為：處理采集到的數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)啟停，調(diào)節(jié) 執(zhí)行器及被控單元狀態(tài)，系統(tǒng)運(yùn)行中的常規(guī)控制，系統(tǒng)故障診斷及自恢復(fù)；網(wǎng)絡(luò)控制芯片模 塊A主要是對原有的燃料電池控制器F⑶進(jìn)行擴(kuò)展，從而使燃料電池控制器F⑶能夠進(jìn)行 無線信號傳輸；圖2所示的網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊A主要作用是對燃料電池控制器FCU進(jìn)行擴(kuò) 展，使其能夠接收和發(fā)送無線信號；圖3為此控制系統(tǒng)的應(yīng)用場景圖，測試人員只要使用一 臺(tái)筆記本電腦或者平板電腦甚至是手機(jī)即可同時(shí)對2-3套燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并 且只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)即可進(jìn)行有效監(jiān)控。
[0031] 本【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，將WI-FI Direct技術(shù)應(yīng)用到燃料電池控制 系統(tǒng)中，改善了傳統(tǒng)的控制方法造成的軟硬件資源及人力資源的浪費(fèi)問題，保提高了測試 過程中人員的人身安全，實(shí)用性更強(qiáng)。
[0032] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技 術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明 本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些 變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于WI-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于，包括直流變換器 (D⑶C)、單體監(jiān)控單元（CVM)、空壓機(jī)單元（CMP)、人機(jī)接口（HMI)和天線（C);其還包括： 散熱單元（DCU)，用于采集所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸給燃料電池 控制器 燃料電池控制器（FCU)，用于監(jiān)控燃料電池系統(tǒng)，將氫能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)使用的電能，保持 母線電壓的穩(wěn)定； 無線收發(fā)模塊（B)，用于將燃料電池控制器FCU發(fā)送過來的數(shù)據(jù)通過天線（C)發(fā)送出 去，并將天線（C)接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給燃料電池控制器； 網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊（A)，用于對原有的燃料電池控制器FCU進(jìn)行擴(kuò)展，從而使燃料電池 控制器（FCU)能夠進(jìn)行無線信號傳輸； 所述直流變換器（DCDC)、單體監(jiān)控單元（CVM)、空壓機(jī)單元（CMP)、散熱單元（DCU)均 與燃料電池控制器（FCU)相連，人機(jī)接口（HMI)、網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊（A)、無線收發(fā)模塊（B) 均與燃料電池控制器（F⑶）雙向連接，無線收發(fā)模塊（B)與天線（C)雙向連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WI-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征 在于，所述的網(wǎng)絡(luò)控制芯片模塊（A)包括燃料電池控制器（D)、網(wǎng)絡(luò)芯片（E)、網(wǎng)絡(luò)變壓芯片 (F)和RJ45接口（G)，燃料電池控制器⑶與網(wǎng)絡(luò)芯片（E)雙向連接，網(wǎng)絡(luò)變壓芯片（F)均 與網(wǎng)絡(luò)芯片（E)和RJ45接口（G)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WI-FI Direct的燃料電池?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述的人機(jī)接口（HMI)包括觸摸屏和指示燈。
【文檔編號】G05B19/418GK104062959SQ201410271371
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】顧榮鑫, 馬天才, 張俊 申請人:昆山弗爾賽能源有限公司