一种基于led路灯系统的分布式氢燃料加气站的制作方法

文档序号:10875011
一种基于led路灯系统的分布式氢燃料加气站的制作方法
【专利摘要】一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,包括LED照明装置、氢燃料电池汽车加气装置。LED照明装置、氢燃料电池汽车加气装置均连接供电电源。所述氢燃料电池汽车加气装置包括控制模块、电源转换模块、安全模块、人机交互模块、通信模块、计量模块、充气模块。供电电源通过电源转换模块连接安全模块,安全模块连接氢气输送管网,氢气输送管网上连接加气口。控制模块分别连接人机交互模块、通信模块、计量模块、充气模块;所述计量模块、充气模块均连接至氢气输送管网。本实用新型一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,可以方便的在传统加氢站一定范围内布置,大大提升未来氢燃料汽车燃料添加的效率,使燃料添加过程更加便捷。
【专利说明】
_种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种分布式氢燃料加气站,具体是一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站。
【背景技术】
[0002]燃料电池是一种将燃料与氧化剂发生化学反应后,将化学能转化为电能的发电装置,而氢燃料电池就是以氢气为燃料,氧气为氧化剂,发生化学反应后不仅能产生电能,反应物也是清洁无污染的水,是未来汽车理想的燃料选择。目前燃料电池汽车的氢燃料加注,一般在专门的加氢站进行,由于现在加氢站的建设速度缓慢,而且站内所能容纳的加氢车辆十分有限,对于氢燃料电池汽车的普及使用造成了一定的不便。

【发明内容】

[0003]为解决上述技术问题,本实用新型提供一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,可以方便的在传统加氢站一定范围内布置,大大提升未来氢燃料汽车燃料添加的效率,使燃料添加过程更加便捷。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,包括LED照明装置、氢燃料电池汽车加气装置。LED照明装置、氢燃料电池汽车加气装置均连接供电电源。所述氢燃料电池汽车加气装置包括控制模块、电源转换模块、安全模块、人机交互模块、通信模块、计量模块、充气模块。供电电源通过电源转换模块连接安全模块,安全模块连接氢气输送管网,氢气输送管网上连接加气口。控制模块分别连接人机交互模块、通信模块、计量模块、充气模块;所述计量模块、充气模块均连接至氢气输送管网。
[0006]控制模块的核心部件是MCU微处理器,用来实现对整个分布式加气站的功能控制;
[0007]电源转换模块用于将供电电源进行变换后,为整个分布式加气站提供电源;
[0008]安全模块用来保障加气站的电气安全,必要时候切断充气站的电力和氢气供应;
[0009]人机交互模块包含触摸屏、扫码器、非接触式读卡器;用以实现加气站运行信息的显示、用户控制参数的输入和支付结算的功能;
[0010]通信模块用来实现用户对加气站的定位、加气站状态参数的上传和下载还有消费信息的传输等功能;
[0011]计量模块用于实时测量氢气的加注量,为分布式加气站的计费提供数据。
[0012]所述氢燃料电池汽车加气装置包括箱体,所述箱体上设置有触摸屏、非接触式读卡器、加气口、加气管的挂钩。氢气输送管网延伸至箱体内。
[0013]所述氢燃料电池汽车加气装置设有手动停止按钮,手动停止按钮采用双触点模式,其动作触点为常闭类型;一个触点接入接入控制充电电源通断的交流接触器线圈回路中,当按下急停按钮时,交流接触线圈回路断开,切断供电回路;另一个触点接入故障检测电路中。
[0014]所述安全模块包括紧急停止单元和电气防护单元。
[0015]所述充气模块包括压缩机、加气控制电路,压缩机通过接触器连接加气控制电路,加气控制电路连接控制模块。
[0016]所述电源转换模块为开关电源,用于将供电电源S变换为加气站内部供电可用的等级。
[0017]所述计量模块包括气体质量流量计,
[0018]所述通信模块为GSM/GpRS模块。
[0019]本实用新型一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,优点在于:
[0020]1)、充分利用城市道路照明路灯数量多、分布广的优势,将氢燃料汽车加气站和LED节能型路灯整合,不需额外开辟专门的土地用以氢动力汽车专用加气站的建设,大大提高了加气的便捷程度。
[0021]2)、加气站的供电电源可以和LED路灯系统公用,无须另外铺设供电线路。
[0022]3)、加气站带有安全保护模块,保障加气过程安全。可以自动或手动停止加气。保障加气安全。
[0023]4)、该种加气站所具有的通讯模块,能够使得用户快速的对空闲状态的加气站进行定位,提升了加气的效率,并能使总站实时了解各个分布式加气站的状态。加气完毕后,加气站会通过通信模块自动向用户的手机发送充电回执,提醒取车地点。
[0024]5)、该种加气站的消费结算方式多样,不仅支持红外线二维码识别,更能支持未来基于RFID技术的非接触式支付方式。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的结构不意图。
[0026]图2为本实用新型的氢燃料电池汽车加气装置外部结构示意图。
[0027]图3为本实用新型的氢燃料电池汽车加气装置内部硬件连接示意图。
[0028]图4为本实用新型的加气控制模块连接示意图。
[0029]图5为本实用新型的加气控制电路图。
[0030]图6为本实用新型的电源转换模块、控制模块电路图。
[0031 ]图7为本实用新型的通信模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]—种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,包括LED照明装置、氢燃料电池汽车加气装置。LED照明装置1、氢燃料电池汽车加气装置2均连接供电电源S。
[0033]所述氢燃料电池汽车加气装置2包括控制模块2.1、电源转换模块2.2、安全模块2.3、人机交互模块2.4、通信模块2.5、计量模块2.6、充气模块2.7;
[0034]供电电源S通过电源转换模块2.2连接安全模块2.3,安全模块2.3连接氢气输送管网8,氢气输送管网8上连接加气口 7 ;
[0035]控制模块2.1分别连接人机交互模块2.4、通信模块2.5、计量模块2.6、充气模块2.7;所述计量模块2.6、充气模块2.7均连接至氢气输送管网8。
[0036]所述控制模块2.1的核心部件是MCU微处理器,用来实现对整个分布式加气站的功能控制;电源转换模块2.2用于将供电电源S进行变换后,为整个分布式加气站提供电源;
[0037]安全模块2.3用来保障加气站的电气安全,必要时候切断充气站的电力和氢气供应;
[0038]人机交互模块2.4包含触摸屏3、扫码器、非接触式读卡器6;用以实现加气站运行信息的显示、用户控制参数的输入和支付结算的功能;
[0039]通信模块2.5用来实现用户对加气站的定位、加气站状态参数的上传和下载还有消费信息的传输等功能;
[0040]计量模块2.6用于实时测量氢气的加注量,为分布式加气站的计费提供数据。
[0041]所述氢燃料电池汽车加气装置2包括箱体,所述箱体上设置有触摸屏3、非接触式读卡器6、加气口 7、加气管的挂钩4。氢气输送管网8延伸至箱体内。
[0042]所述氢燃料电池汽车加气装置2设有手动停止按钮5,手动停止按钮5采用双触点模式,其动作触点为常闭类型;一个触点接入接入控制充电电源通断的交流接触器线圈回路中,当按下急停按钮时,交流接触线圈回路断开,切断供电回路;另一个触点接入故障检测电路中。加气站工作时会通过故障检测电路检测急停按钮的状态,若发现急停按钮动作,则进行故障提示。
[0043]图3为控制模块2.1的核心是低功耗、高性能的微处理器,这里选用型号为STM32F103ZET6 的芯片。
[0044]安全模块2.3包括紧急停止单元和电气防护单元。电气防护单元主要作用是对加气站的供电回路的短路、漏电和雷击等意外情况进行保护。电气防护主要用硬件防护的方式实现,硬件防护由相关保护装置实现,包括短路器(型号为Schneider C65)、防漏电保护器(CHNT DZ47LE-63)、电涌保护器(RDSP6)。
[0045]如图4所示,所述充气模块2.7包括压缩机、加气控制电路,压缩机通过接触器连接加气控制电路,加气控制电路连接控制模块2.1。
[0046]所述电源转换模块2.2为开关电源,用于将供电电源S变换为加气站内部供电可用的等级。
[0047]图4为加气控制模块连接示意图。遵循低压控制高压原则,交流接触器对高性能压缩机的运行直接控制。因此对交流接触器的控制采用了多级串联控制结构,利用小型直流继电器作为控制媒介,实现控制系统通过板载控制电路对交流接触器的控制。此处交流接触器选用的是ABB公司的BC16型,额定电流为40A,线圈电压12V DC,继电器选用的是松下公司的ALD105型(线圈电压5V DC)功率继电器。
[0048]图5为加气控制电路图。当STM32处理器向指定加气控制电路的GP1管脚发出低电平信号后,控制信号使三极管导通,5V DC电源输出,继电器触点闭合,导致12V DC电压输出,交流接触器触点闭合,加气站压缩机运行加气。若向GP1管脚发出高电平信号,则交流接触器触点断开,加气控制电路断开,停止加气。
[0049]电源转换模块2.2的核心是开关电源,主要功能是将市政路灯系统的供电电源变换为加气站内部供电可用的等级。如图6所示为电源转换模块2.2为控制模块2.1、供电的电路原理图。
[0050]图3的计量模块2.6的核心是气体质量流量计,可对洁净的氢气进行计量,将测得的数据反馈给控制系统,作为加气费用的结算依据。
[0051]图3的人机交互模块2.4由两部分组成,一部分是带触摸功能的显示屏,一部分是多功能的读卡器。显示屏选用型号为QY-F080-S的触控显示器,屏幕大小8’ ’,分辨率为800X 600。多功能读卡器集成有红外扫码器,和RFID读卡器。红外扫码器型号为Dataman 100型,支持一维或二维码读取,RFID读卡器模块型号为MFRC522,支持非接触式IC卡读取。
[0052]图3所示通信模块的核心为Telit公司的GSM/GPRS模块,型号为GE864-GPS,拥有四频GSM/GPRS通讯和辅助全球定位系统(A-GPS)功能。通信模块的原理示意图如图7所示。
【主权项】
1.一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,包括LED照明装置(I )、氢燃料电池汽车加气装置(2),其特征在于,LED照明装置(1)、氢燃料电池汽车加气装置(2)均连接供电电源(S);所述氢燃料电池汽车加气装置(2)包括控制模块(2.1)、电源转换模块(2.2)、安全模块(2.3)、人机交互模块(2.4)、通信模块(2.5)、计量模块(2.6)、充气模块(2.7);供电电源(S )通过电源转换模块(2.2 )连接安全模块(2.3),安全模块(2.3 )连接氢气输送管网(8 ),氢气输送管网(8)连接加气口( 7);控制模块(2.1)分别连接人机交互模块(2.4)、通信模块(2.5)、计量模块(2.6)、充气模块(2.7);所述计量模块(2.6)、充气模块(2.7)均连接至氢气输送管网(8)。2.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述控制模块(2.1)的核心部件是MCU微处理器,用来实现对整个分布式加气站的功能控制;电源转换模块(2.2)用于将供电电源(S)进行变换后,为整个分布式加气站提供电源;安全模块(2.3)用来保障加气站的电气安全,必要时候切断充气站的电力和氢气供应;人机交互模块(2.4)包含触摸屏(3)、扫码器、非接触式读卡器(6);用以实现加气站运行信息的显示、用户控制参数的输入和支付结算的功能;通信模块(2.5 )用来实现用户对加气站的定位、加气站状态参数的上传和下载还有消费信息的传输等功能;计量模块(2.6)用于实时测量氢气的加注量,为分布式加气站的计费提供数据。3.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述氢燃料电池汽车加气装置(2)包括箱体,所述箱体上设置有触摸屏(3)、非接触式读卡器(6)、加气口(7)、加气管的挂钩(4),氢气输送管网(8)延伸至箱体内。4.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述氢燃料电池汽车加气装置(2)设有手动停止按钮(5),手动停止按钮(5)采用双触点模式,其动作触点为常闭类型;一个触点接入接入控制充电电源通断的交流接触器线圈回路中,当按下急停按钮时,交流接触线圈回路断开,切断供电回路;另一个触点接入故障检测电路中。5.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述安全模块(2.3)包括紧急停止单元和电气防护单元。6.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述充气模块(2.7)包括压缩机、加气控制电路,压缩机通过接触器连接加气控制电路,加气控制电路连接控制模块2.1。7.根据权利要求2所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述电源转换模块(2.2)为开关电源,用于将供电电源(S)变换为加气站内部供电可用的等级。8.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述计量模块(2.6)包括气体质量流量计。9.根据权利要求1所述一种基于LED路灯系统的分布式氢燃料加气站,其特征在于,所述通信模块(2.5)为GSM/GPRS模块。
【文档编号】F21V33/00GK205560270SQ201620392296
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】黄悦华, 曹诗龙, 程江洲, 袁雪珺, 张迪
【申请人】三峡大学
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