一种氢燃料电池远程监控系统的制作方法

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池远程监控系统。

背景技术：

人类文明的每一次发展进步都离不开能源技术的突破，煤炭能源的开发利用使人类进入蒸汽时代，石油能源的开发利用极大地推动了交通运输行业的发展。然而以煤炭为代表的化石燃料在推动人类社会发展的同时，也造成了环境污染与全球气候变暖等社会问题。此外，煤炭和石油属于不可再生能源，在可预见的未来几十年，终将开采枯竭。所以寻找一种无污染、资源丰富的可再生能源已迫在眉睫。

氢能来源广泛，无污染，被认为是21世纪最具潜力的清洁能源。而以氢能作为载体的燃料电池还具有能量转换效率高，零排放的优点。不同于一般的铅酸蓄电池和锂电池，燃料电池不是能量储存设备，而是一种发电装置。阳极的氢气和阴极的氧气通过电化学反应，源源不断的发出电能，生成水，几乎没有污染。燃料电池能量转化率更高，它不受卡诺定理的限制，与一般热机40%~50%的能量转化率相比，它最高可达80%。目前，燃料电池已经在交通运输、发电站、便携式电源、航空航天等诸多领域实现了应用。

然而，传统的氢燃料电池系统的监测是通过现场监测并人工记载氢燃料电池的工作情况，然后再分析和解决问题，这不仅无法实现实时监测，且存在安全隐患。此外，从现有技术所监测的数据来看，由于燃料电池运行时所传输的巨大数据流导致传统的监控数据系统无法在短时间内对数据进行储存分析，并实时精确的传输至管理者的上位机，会使得管理者不能及时对事故进行评估，导致引发一系列安全隐患。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种氢燃料电池远程监控系统，解决了现有技术中监控氢燃料电池的实时性较差、安全性较差的问题。

本申请实施例提供一种氢燃料电池远程监控系统，包括：氢燃料电池、传感器单元、远程监控系统数据终端、4g互联网络、监控中心系统、显示预警终端、云平台；

所述传感器单元用于采集所述氢燃料电池的工况信息，并将所述工况信息传输至所述远程监控系统数据终端；

所述远程监控系统数据终端用于对所述工况信息进行监控，判断是否出现异常；若出现异常，则将所述工况信息通过所述4g互联网络传输至所述监控中心系统；若没有异常，则将所述工况信息通过所述4g互联网络传输至所述显示预警终端；

所述监控中心系统用于将所述工况信息传输至所述云平台，用于接收来自所述云平台的分析信息，并将所述分析信息传输至所述显示预警终端，用于根据所述分析信息判断是否发送预警信息至所述显示预警终端；

所述云平台用于对所述工况信息进行存储，用于对所述工况信息进行分析处理得到所述分析信息；

所述显示预警终端用于对所述工况信息、所述分析信息进行显示，用于根据所述预警信息进行预警。

优选的，所述云平台预存有参考信息，所述参考信息包括氢燃料电池的正常运行数据、非正常运行数据，所述云平台将所述工况信息与所述参考信息进行对比，得到所述分析信息。

优选的，所述显示预警终端还用于接收来自管理者的操作反馈信息，并将所述操作反馈信息传输至所述监控中心系统；

所述监控中心系统还用于根据所述操作反馈信息判断是否紧急关闭所述氢燃料电池的故障部分。

优选的，所述监控中心系统还用于对所述工况信息进行存储。

优选的，所述传感器单元包括：氢气浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、电流传感器、电压传感器。

优选的，所述远程监控系统数据终端还用于对所述工况信息进行存储。

优选的，所述工况信息包括工作状态参数、发电参数；所述工作状态参数包括所述氢燃料电池的电堆反应温度、湿度，氢气罐中的氢气浓度；所述发电参数包括所述氢燃料电池的电流、电压、功率、累计输出电量；所述远程监控系统数据终端将所述工况信息与预设信息进行对比，根据对比结果判断是否出现异常。

优选的，所述显示预警终端包括文字显示模块，所述文字显示模块用于对所述工况信息、所述分析信息进行文字显示。

优选的，所述显示预警终端包括语音通话模块，所述语音通话模块用于进行语音预警。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，通过传感器单元采集氢燃料电池的工况信息，并传输至远程监控系统数据终端，通过远程监控系统数据终端对工况信息进行监控，判断是否出现异常，若出现异常，则将工况信息通过4g互联网络传输至监控中心系统；若没有异常，则将工况信息通过4g互联网络传输至显示预警终端，进行显示。在出现异常的情况下，通过监控中心系统将工况信息传输至云平台，通过云平台对工况信息进行存储，并对工况信息进行分析处理得到分析信息，然后将分析信息发送至监控中心系统，监控中心系统一方面将工况信息、分析信息传输至显示预警终端进行显示，监控中心系另一方面根据分析信息判断是否发送预警信息至显示预警终端。在收到预警信息的情况下，显示预警终端进行预警。本发明可以实现实时监测氢燃料电池的工况数据，能够实时对数据进行储存分析，及时精确地进行显示预警，将氢燃料电池的运行参数维持在稳定合理的范围内，保证燃料电池的正常稳定的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种氢燃料电池远程监控系统的框架示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实施例提供了一种氢燃料电池远程监控系统，如图1所示，包括：氢燃料电池、传感器单元、远程监控系统数据终端、4g互联网络、监控中心系统、显示预警终端、云平台。

所述传感器单元用于采集所述氢燃料电池的工况信息，并将所述工况信息传输至所述远程监控系统数据终端。

所述远程监控系统数据终端用于对所述工况信息进行监控，判断是否出现异常；若出现异常，则将所述工况信息通过所述4g互联网络传输至所述监控中心系统；若没有异常，则将所述工况信息通过所述4g互联网络传输至所述显示预警终端。

所述监控中心系统用于将所述工况信息传输至所述云平台，用于接收来自所述云平台的分析信息，并将所述分析信息传输至所述显示预警终端，用于根据所述分析信息判断是否发送预警信息至所述显示预警终端。

所述云平台用于对所述工况信息进行存储，用于对所述工况信息进行分析处理得到所述分析信息。

所述显示预警终端用于对所述工况信息、所述分析信息进行显示，用于根据所述预警信息进行预警。

其中，所述传感器单元包括：氢气浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、电流传感器、电压传感器。

通过所述远程监控系统数据终端连接的上述多种传感器，实时测量氢燃料电池现场工作时电堆的反应温度和湿度，氢气罐中的氢气浓度等工作状态参数，测量燃料电池电流、电压、功率和累计输出电量等发电参数，当各种参数信号数据和状态超过设定的正常值范围时，通过所述4g互联网络发送至所述监控中心系统。

即所述工况信息包括工作状态参数、发电参数；所述工作状态参数包括所述氢燃料电池的电堆反应温度、湿度，氢气罐中的氢气浓度；所述发电参数包括所述氢燃料电池的电流、电压、功率、累计输出电量；所述远程监控系统数据终端将所述工况信息与预设信息进行对比，根据对比结果判断是否出现异常。

所述远程监控系统数据终端还用于对所述工况信息进行存储。所述监控中心系统还用于对所述工况信息进行存储。

本发明中的网络传输系统采用4g互联网络，4g是集3g与wlan与一体，并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等。4g能够以100mbps以上的速度下载比家用宽带adsl（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

本发明中的所述云平台是将所述监控中心系统所传来的数据信号通过集群应用、网络技术或分布式文件系统自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统，经计算分析之后将处理结果（即分析信息）回传给所述监控中心系统。

所述云平台预存有参考信息，所述参考信息包括氢燃料电池的正常运行数据、非正常运行数据，所述云平台将所述工况信息与所述参考信息进行对比，得到所述分析信息。

所述云平台一是可以进行大量的数据储存，二是可以对数据进行分析，以便类似的数据传输至所述监控中心系统之后能迅速做出反应。

一种情况下，所述监控中心系统根据所述分析信息判断认为需要发送预警信息至所述显示预警终端，即所述显示预警终端会收到预警信息，如果一定时间（例如1min）内管理者没有及时处理，那么所述显示预警终端会将管理者的操作反馈信息（例如管理者没有及时采取相应操作）传输至所述监控中心系统，所述监控中心系统将自动将数据进行分析，对氢燃料电池出现故障的部位进行紧急关闭处理，以此来避免发生安全隐患。

所述监控中心系统处理完信号之后，所述显示预警终端通过文字显示模块、语音通话模块对管理人员给予提示（所述文字显示模块用于对所述工况信息、所述分析信息进行文字显示，所述语音通话模块用于进行语音预警），通过所述显示预警终端考验清楚明了地显示出各个重要参数数据，并且无延迟，此时处在操作系统前的操作管理人员可以根据实时数据及时判断出氢燃料电池是否处于正常工作状态，并及时做出应对措施。

本发明实施例提供的一种氢燃料电池远程监控系统至少包括如下技术效果：

1.采用4g互联网络，传输较传统传输系统更加快速、方便。

对于传统的gsm网络传输系统，4g网络通信速度更快，其传输速率可达到20mbps，甚至最高可以达到100mbps，其网络频谱宽，每个4g通道会占有100mhz频谱，相当于w-cdma3g网络的20倍，其通信灵活智能性能高，拥有很好的兼容性这样使得只要能上网的电脑，在获取权限之后，无论在世界各地，都可以对系统进行监控和操作设置。

2.采用云平台，具有较高的安全性和实时性。

储存设备采用fc光纤通道储存设备，基础管理层通过集群、分布式文件系统和网络计算等技术，实现云储存中多个储存设备之间的协同工作，当监控中心系统将4g互联网络传入的氢燃料电池的工况参数传入云平台后，无论我们在任何地方，都可以通过一个网络接入线缆和一个用户、密码，就可以接入网络对数据进行分析。

3.采用远程监控数据系统，更加方便安全。

采用远程监控能够让用户足不出门即可对氢燃料电池的工作状态进行监控，避免管理者去现场检修，并降低了其工作的危险性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。