一种基于WI-FI Direct的燃料电池无线控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于WI-FI?Direct的燃料电池无线控制系统，它涉及一种燃料电池控制系统。它包括直流变换器、单体监控单元、空压机单元、散热单元、燃料电池控制器、人机接口、网络控制芯片模块、无线收发模块和天线，直流变换器、单体监控单元、空压机单元、散热单元均与燃料电池控制器相连，人机接口、网络控制芯片模块、无线收发模块均与燃料电池控制器双向连接，无线收发模块与天线双向连接。本发明结构简单，设计合理，将WI-FI?Direct技术应用到燃料电池控制系统中，改善了传统的控制方法造成的软硬件资源及人力资源的浪费问题，保障了测试人员的人身安全，实用性更强。
【专利说明】-种基于V1M-FI Direct的燃料电池无线控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种燃料电池控制系统，具体涉及一种基于WI-FI Direct的燃料 电池无线控制系统。
【背景技术】
[0002] WI-FI Direct 标准原名 "WI-FI peer-to-peer"，即 P2P 版本的 WI-FI，它可以在 传统AP网络设备不存在的情况下支持点到点的通信，并且WI-FI Direct设备中的Group Owner可以兼容传统的WI-FI设备，符合WI-FI Direct标准的设备在无需热点、基站、路由 或AP的情况下就可以方便的和其他设备实现简单、快速、安全的直连，传输数据或共享文 件。
[0003] 燃料电池系统是一种将化学能直接转换成电能的发电系统，燃料电池系统的控制 主要涉及到对系统采集到的电压、电流、温度、压力等信号的实时监控以及调整，从而达到 燃料电池系统稳定工作，稳定输出电能的目的，目前燃料电池系统的控制主要依赖于CAN 总线连接上位机，开发相应的上位机软件将CAN总线发来的数据显示在上位机上完成实时 监控和各项指标调节，以上基于CAN总线的燃料电池系统具有以下不足：
[0004] 1、燃料电池系统因为硬件升级或硬件端口的改变而带来的软件变更，需要重新开 发上位机软件。
[0005] 2、由于CAN线长度的局限性，测试人员需要在系统十米范围内进行监控，若增长 CAN线长度将会减小CAN总线节点之间的通信速度。
[0006] 3、由于燃料电池系统所使用的燃料的不稳定性，一旦有燃料气体泄露则会产生重 大安全隐患。
[0007] 4、燃料电池系统需要独立的上位机完成实时监控，并且一个测试人员同时只能监 控一套系统。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于WI-FI Direct的燃 料电池无线控制系统，结构简单，设计合理，将WI-FI Direct技术应用到燃料电池控制系统 中，改善了传统的控制方法造成的软硬件资源及人力资源的浪费问题，保障了测试人员的 人身安全，实用性更强。
[0009] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于WI-FI Direct的燃料电池无线控制系统，包括直流变换器、单体监控单元、空压机单元、人机接口 和天线；其还包括：
[0010] 散热单元，用于采集所需要的各项数据，并将采集到的各项数据传输给燃料电池 控制器
[0011] 燃料电池控制器，用于监控燃料电池系统，将氢能转换为系统使用的电能，保持母 线电压的稳定；
[0012] 无线收发模块，用于将燃料电池控制器发送过来的数据通过天线发送出去，并将 天线接收到的数据发送给燃料电池控制器；
[0013] 网络控制芯片模块，用于对原有的燃料电池控制器FCU进行扩展，从而使燃料电 池控制器能够进行无线信号传输；
[0014] 所述直流变换器、单体监控单元、空压机单元、散热单元均与燃料电池控制器相 连，人机接口、网络控制芯片模块、无线收发模块均与燃料电池控制器双向连接，无线收发 模块与天线双向连接。
[0015] 作为优选，所述的网络控制芯片模块包括燃料电池控制器、网络芯片、网络变压芯 片和RJ45接口，燃料电池控制器与网络芯片双向连接，网络变压芯片均与网络芯片和RJ45 接口连接。
[0016] 作为优选，所述的人机接口包括触摸屏和指示灯。
[0017] 本发明的有益效果：1、燃料电池系统的硬件升级和端口变更并不会影响传输数据 的内容，只要传输数据的标示符不变就不用重新开发上位机软件。
[0018] 2、由于采用无线数据传输，因此摆脱了冗长的信号线连接，在不影响通信速度的 基础上增大了信号传输距离，同时改善了现有的电路线，信号线，水、气管道纵横交错的现 状。
[0019] 3、无线监控与测试完全可以将人与燃料电池系统分隔开来，提高了测试过程中的 人员安全性。
[0020] 4、WI-FI Direct标准支持一对多的通信，因此一个测试人员可以同时监控和测试 2-3台燃料电池系统，大大节约了人力资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
[0022] 图1为本发明的结构框图；
[0023] 图2为本发明网络控制芯片模块的结构框图；
[0024] 图3为本发明的应用场景图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合
【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0026] 参照图1-3,本【具体实施方式】采用以下技术方案：一种基于WI-FI Direct的燃料电 池无线控制系统，包括直流变换器ECDC、单体监控单元CVM、空压机单元CMP、散热单元ECU、 燃料电池控制器K：U、人机接口 HMI、网络控制芯片模块A、无线收发模块B和天线C，直流变 换器ECDC、单体监控单元CVM、空压机单元CMP、散热单元D⑶均与燃料电池控制器F⑶相 连，直流变换器DCDC、单体监控单元CVM、空压机单元CMP、散热单元DCU分别采集所需要的 各项数据，并将采集到的各项数据传输给燃料电池控制器FCU，通过执行器执行FCU下达的 命令；人机接口 HMI、网络控制芯片模块A、无线收发模块B均与燃料电池控制器FCU双向连 接，无线收发模块B与天线C双向连接，无线收发模块B主要是将燃料电池控制器FCU发送 过来的数据通过天线C发送出去，并将天线C接收到的数据发送给燃料电池控制器FCU。
[0027] 值得注意的是，所述的网络控制芯片模块A包括燃料电池控制器D、网络芯片E、网 络变压芯片F和RJ45接口 G，燃料电池控制器D与网络芯片E双向连接，网络变压芯片F均 与网络芯片E和RJ45接口 G连接。
[0028] 此外，所述的人机接口 HMI包括触摸屏和指示灯，触摸屏为用户提供系统运行参 数和详细的报警信息，指示灯主要是在触摸屏处于低功耗状态下为系统提供基本的运行信 息，即待机指示、运行指示及故障指示。
[0029] 本【具体实施方式】的监控对象主要包括电堆输出电压、电流，单体电压、电流，D⑶C 输出电压、电流，负载电压、电流，水进、水出温度，DCDC工作温度，风机转速，散热风扇开度 等，燃料电池系统包括燃料电池电堆、风机、水泵、氢气供气阀门、氢气排气阀门、散热器、力口 湿器和功率DCDC，燃料电池控制器用于监控燃料电池系统，将氢能转换为系统使用的电能， 保持母线电压的稳定。
[0030] 燃料电池控制器rcu的主要控制功能为：处理采集到的数据，控制系统启停，调节 执行器及被控单元状态，系统运行中的常规控制，系统故障诊断及自恢复；网络控制芯片模 块A主要是对原有的燃料电池控制器F⑶进行扩展，从而使燃料电池控制器F⑶能够进行 无线信号传输；图2所示的网络控制芯片模块A主要作用是对燃料电池控制器FCU进行扩 展，使其能够接收和发送无线信号；图3为此控制系统的应用场景图，测试人员只要使用一 台笔记本电脑或者平板电脑甚至是手机即可同时对2-3套燃料电池系统进行实时监控，并 且只要在网络覆盖范围内即可进行有效监控。
[0031] 本【具体实施方式】结构简单，设计合理，将WI-FI Direct技术应用到燃料电池控制 系统中，改善了传统的控制方法造成的软硬件资源及人力资源的浪费问题，保提高了测试 过程中人员的人身安全，实用性更强。
[0032] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技 术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明 本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些 变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。
【权利要求】
1. 一种基于WI-FI Direct的燃料电池无线控制系统，其特征在于，包括直流变换器 (D⑶C)、单体监控单元（CVM)、空压机单元（CMP)、人机接口（HMI)和天线（C);其还包括： 散热单元（DCU)，用于采集所需要的各项数据，并将采集到的各项数据传输给燃料电池 控制器 燃料电池控制器（FCU)，用于监控燃料电池系统，将氢能转换为系统使用的电能，保持 母线电压的稳定； 无线收发模块（B)，用于将燃料电池控制器FCU发送过来的数据通过天线（C)发送出 去，并将天线（C)接收到的数据发送给燃料电池控制器； 网络控制芯片模块（A)，用于对原有的燃料电池控制器FCU进行扩展，从而使燃料电池 控制器（FCU)能够进行无线信号传输； 所述直流变换器（DCDC)、单体监控单元（CVM)、空压机单元（CMP)、散热单元（DCU)均 与燃料电池控制器（FCU)相连，人机接口（HMI)、网络控制芯片模块（A)、无线收发模块（B) 均与燃料电池控制器（F⑶）双向连接，无线收发模块（B)与天线（C)双向连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于WI-FI Direct的燃料电池无线控制系统，其特征 在于，所述的网络控制芯片模块（A)包括燃料电池控制器（D)、网络芯片（E)、网络变压芯片 (F)和RJ45接口（G)，燃料电池控制器⑶与网络芯片（E)双向连接，网络变压芯片（F)均 与网络芯片（E)和RJ45接口（G)连接。
3. 根据权利要求1所述的一种基于WI-FI Direct的燃料电池无线控制系统，其特征在 于，所述的人机接口（HMI)包括触摸屏和指示灯。
【文档编号】G05B19/418GK104062959SQ201410271371
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】顾荣鑫, 马天才, 张俊 申请人:昆山弗尔赛能源有限公司