燃料电池及其燃料电池控制装置的制作方法

本实用新型涉及燃料电池，其中本实用新型燃料电池控制装置包括至少两个协同工作的处理器，从而使得当该燃料电池控制装置的一个处理器出现故障时，另一个处理器可作为备份，确保然锂电池的正常运行。

背景技术：

随着技术进步和人们对环保的重视，燃料电池技术也日益得到重视和被广泛应用。燃料电池系统或燃料电池与现有的蓄电池，如锂电池不同，其正常供电需要整个系统的正常运行。因此，当燃料电池被使用时，人们需要确保其正常运行，以免给人们的生产生活带来影响。例如，当燃料电池被用于机动车，如汽车时，制造商需要确保燃料电池的稳定运行，以免导致汽车的正常行驶发生中断。然而，由于各种采用燃料电池供电的设备或机器多种多样，使用场所也各不相同，这导致了燃料电池面临的工作环境也多种多样。例如，当燃料电池被应用于汽车时，燃料电池的制造商并不能预测汽车所行驶的环境。汽车可能会遇到恶劣的天气环境，或行驶过电磁干扰严重的区域，或某区域突出需要使燃料电池的负载过大的行驶动力等等。这些恶劣工作环境可能会导致燃料电池的处理器因故障而死机，需要重启甚至是更换，才能正常运行。现有的燃料电池控制装置采用单个处理器对燃料电池进行控制。在通常的情况下，一个处理器能够满足对燃料电池的控制。然而，在遇到上述恶劣工作环境或其它突发、意外事件时，燃料电池控制装置的单个处理器很可能会因死机等原因，无法正常工作和实现对燃料电池的控制。这时，整个燃料电池将有失去控制的风险。此外，恶劣的天气环境，也可能会对燃料电池控制装置的处理器带来影响。而当燃料电池无法正常工作时，很可能会导致使用燃料电池的设备或机器，如燃料电池无人机或燃料电池汽车，面临危险。此外，处理器的死机和重启，可能会导致数据丢失，也可能会影响燃料电池控制装置对燃料电池的控制和燃料电池的正常运行。

因此，人们需要相应的方法或手段以提高燃料电池的可靠性和避免燃料电池遇到突发事件时出现瘫痪。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池包括至少两个协同工作的处理器。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池包括至少两个协同工作的处理器，其中一个处理器被设置为主处理器，另一处理器被设置为辅处理器。优选地，该燃料电池控制装置的辅处理器被设置用于备份该主处理器的实时运行数据。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池包括至少两个处理器，且两个处理器的数据保持实时同步。换句话说，该主处理器被配置能够将其实时运行数据同步至该辅处理器，和该辅处理器被配置能够将其实时运行数据同步至该主处理器。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中当该燃料电池的主处理器失效时，该主处理器被设置或配置能够根据一个主重启指令，自重启该主处理器。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中当该燃料电池的辅处理器失效时，该辅处理器被设置根据一个辅重启指令，自重启该辅处理器。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中当该燃料电池的主处理器失效时，例如死机时，该主处理器可被重启，并自该辅处理器获取被实时同步的该主处理器的备份数据。另一方面，当该燃料电池控制装置的辅处理器失效时，例如死机时，该辅处理器可被重启，并自该主处理器获取被实时同步的该辅处理器的实时运行数据。换句话说，该燃料电池控制装置的该主处理器和该辅处理器可互为备份。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池进一步包括一个存储模块，其中该存储模块被设置能够存储该辅处理器的初始化数据。优选地，该主处理器被设置能够获取存储在该存储模块的该辅处理器的初始化数据，并将其发送给该辅处理器，以使该辅处理器能够根据该初始化数据，配置自身。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池的该主处理器和该辅处理器的实时运行数据均被定时地或周期地同步至该辅处理器和该主处理器。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池，其中该燃料电池的该主处理器和该辅处理器的实时运行数据均被定时地或周期地同步至该存储模块，并被标记。

本实用新型的另一目的在于其提供一种燃料电池控制装置，其中该燃料电池控制装置包括至少两个协同工作的处理器。

本实用新型的其它目的和特点通过下述的详细说明得以充分体现。

依本实用新型，能够实现前述目的和其他目的和优势的本实用新型燃料电池包括:

一个燃料电池堆；

至少一个空气供应装置；和

至少一个燃料供应装置，其中该燃料供应装置被设置适于向该燃料电池堆供应燃料，该空气供应装置被设置适于向该燃料电池堆供应空气。

进一步地，本实用新型燃料电池包括一个主处理器和一个辅处理器，其中该主处理器与该辅处理器可通信地相互连接，其中该主处理器被可通信地连接至该燃料电池堆，该空气供应装置和/或该燃料供应装置，其中该辅处理器被设置为该主处理器的备份。

进一步地，本实用新型燃料电池进一步包括一个存储模块，其中该存储模块与该主处理器可通信地相连接，其中该主处理器和该存储模块被配置以使该主处理器能够自该存储模块获取存储在该存储模块的初始化数据，并将该初始化数据传输给该辅处理器。

进一步地，本实用新型燃料电池的该存储模块进一步与该辅处理器可通信地相连接。

依本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供一种燃料电池控制装置，其包括：

一个主处理器和一个辅处理器，其中该主处理器与该辅处理器可通信地相互连接，其中该辅处理器被设置为该主处理器的备份。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和目的将得以充分体现。

本实用新型的这些和其它目的、特点和目的，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。

附图说明

图1是依本实用新型优选实施例的示例性的燃料电池的结构示意图。

图2是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的结构示意图。

图3A显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置正常运行时，该燃料电池控制装置的主控制器和辅控制器之间的数据传输。

图3B显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的主控制器重启后，该燃料电池控制装置的主控制器和辅控制器之间的数据传输。

图3C显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的辅控制器重启后，该燃料电池控制装置的主控制器和辅控制器之间的数据传输。

图4显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置正常运行时，该燃料电池控制装置对其主控制器和辅控制器的运行控制。

图5显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的该主处理器的运行发生故障时，该主处理器的故障处理流程。

图6显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的该辅处理器的运行发生故障时，该辅处理器的故障处理流程。

图7显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的一种可选实施。

图8显示的是上述依本实用新型优选实施例的燃料电池的燃料电池控制装置的运行发生故障时，该燃料电池控制装置的另一故障处理流程。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考说明书附图之图1至图6，依本实用新型较佳实施例的示例性的燃料电池(或燃料电池系统)被阐明，其被设置能够通过电化学反应，将化学能转化为电能，其中该燃料电池的燃料电池控制装置1被设置能够控制燃料电池的运行。

如附图之图2至图3C所示，依本实用新型较佳实施例的示例性的燃料电池的该燃料电池控制装置1包括至少两个处理器，其中该燃料电池控制装置的至少一个处理器被配置为其主处理器10，至少另一处理器被配置为其辅处理器20。进一步地，该燃料电池控制装置的该主处理器10和该辅处理器20可通信地相互连接在一起。

如附图之图1至图3C所示，依本实用新型较佳实施例的示例性的燃料电池的该燃料电池控制装置1的该主处理器10和该辅处理器20被设置分别与该燃料电池的各个部件和/或元件可通信地(或可通电地)相连接，以能够接收相应信号和/或向其发送相应的控制指令。该主控制器10被设置控制整个燃料电池的运行。因此，该主控制器10被设置与本实用新型示例性燃料电池的诸多关键部件或元件可通信地相连接。一般地，该主控制器10涉及到本实用新型示例性燃料电池的燃料(如氢气)供应、热管理、电管理等等控制。例如，该主控制器10 被设置与本实用新型示例性燃料电池的多个传感器，如用于检测该燃料电池的燃料电池堆的空气排出的温度的温度传感器、用于检测该燃料电池的环境空气压力的压力传感器、用于检测该燃料电池的燃料箱，如氢气瓶内压力的压力传感器等等相连接。如附图之图1至图3C所示，本实用新型示例性燃料电池的该燃料电池控制装置1的该辅控制器20被设置与多个涉及该燃料电池正常运行的部件或元件的可通信地相连接，例如，该燃料电池控制装置1的该辅控制器20被设置与本实用新型示例性燃料电池的用于检测该燃料电池的空压机水路压力的压力传感器、用于检测燃料电池环境温度的温度传感器和/或散热风扇转速测试仪等等可通信地相连接。相应地，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1的该主处理器10和该辅处理器20被设置协同工作，以控制该燃料电池的运行。

如附图之图1至图6所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1 被设置适于控制本实用新型示例性燃料电池的运行。如附图之图1所示，依本实用新型较佳实施例的示例性的燃料电池包括一个燃料电池堆11、至少一个空气供应装置13和至少一个燃料供应装置12。该燃料供应装置12被设置向该燃料电池堆11供应燃料，如氢气。该空气供应装置13被设置向该燃料电池堆11供应空气。该燃料供应装置12供应的燃料和该空气供应装置13供应的空气通过该燃料电池堆11，发生电化学反应，产生电能。可以理解，依本实用新型较佳实施例的示例性的燃料电池进一步包括至少一个冷却装置14，其中该冷却装置14 被设置用于为该燃料电池堆11降温，以确保该燃料电池堆11的工作温度不高于一个预设温度。

值得注意的是，本实用新型燃料电池控制装置的该主处理器10和/或该辅处理器20可通信地连接至该燃料电池堆11，该空气供应装置13、该燃料供应装置 12、该冷却装置14和/或该燃料电池的其它部件或元件，如各种传感器。本实用新型燃料电池控制装置的两个处理器协同工作以供分别控制该空气供应装置13、该燃料供应装置12向该燃料电池堆11供应空气和燃料，以使得该空气与燃料在该燃料电池中进行电化学反应以产生电能。

如附图之图1至图6所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1 的两个处理器被分别可通信地连接至该燃料电池堆11、该燃料供应装置12、该冷却装置14和/或该燃料电池的其它部件或元件，如各种传感器，以分别从该燃料供应装置12获取该燃料供给数据，从该冷却装置14获取冷却数据，从燃料供应装置12获取燃料供给数据，从各种传感器获取该燃料电池的状态或实时运行数据，从而使得该燃料电池控制装置1的该主处理器10分别根据该燃料供应数据，空气供应数据，该冷却数据、该燃料电池的状态，分别调节该燃料供应装置 12提供燃料的速度、该空气供应装置13提供空气的速度，从而能够控制燃料与空气以合适的供应速度被提供。可以理解，该燃料电池控制装置1的该主处理器 10被设置能够通过控制该燃料电池的其它元件或部件，以控制该燃料电池正常运行。

如附图之图1至图6所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1 的该主处理器10和该辅处理器20被配置以使该主处理器10能够同步该主处理器10的实时运行数据至该辅处理器20。换句话说，该燃料电池控制装置1的该主处理器10和该辅处理器20被配置以在该主处理器10和该辅处理器20均正常运行时，该主处理器10能够同步该主处理器10的实时运行数据至该辅处理器 20。该燃料电池控制装置1的该主处理器10和该辅处理器20被如此设置，是为了确保整个燃料电池始终能够处于良好运行状态。特别是为了确保当该燃料电池控制装置1的该主处理器10或该辅处理器20失效后被重启时，整个燃料电池始终能够处于良好运行状态。为了确保燃料电池的运行，燃料电池控制装置1需要根据燃料电池所处环境的不同而调整整个燃料电池的实时运行数据(或运行参数)。例如，当外界负荷变大时，该燃料电池控制装置1需要增加燃料和空气的供应；当环境温度或燃料电池堆内部温度升高时，该燃料电池控制装置1需要强化燃料电池的散热等等。然而，当该燃料电池控制装置1的该主处理器10或该辅处理器20失效后被重启时，该主处理器10被重新初始化，而无法根据当前燃料电池的运行情况而控制燃料电池的运行。此时，为了确保燃料电池始终能够处于良好运行状态，需要时重启后的该燃料电池控制装置1的该主处理器10根据当前燃料电池所处环境来控制燃料电池的运行。然而，考虑到该燃料电池控制装置1的该主处理器10(或其辅处理器20)的重启和初始化的时间很短。因此，对该燃料电池控制装置1的该主处理器10的配置可采用该燃料电池控制装置1 的该主处理器10重启前的实时运行数据对该燃料电池控制装置1的该主处理器 10进行配置。然而，为了能够自该辅处理器20获得该主处理器10重启前的实时运行数据，并对该主处理器10进行配置，则需该主处理器10先将其实时运行数据同步至该辅处理器20。因此，该燃料电池控制装置1的该主处理器10和该辅处理器20被配置以使该主处理器10能够以一定频率，或在一个预设时间周期内，将该主处理器10的实时运行数据同步至该辅处理器20。进一步地，该辅处理器20被进一步配置能够以该主处理器10本次同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据覆盖该主处理器10上一次同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据。换句话说，为了确保重启后被配置的该主处理器10 的运行更适合或更匹配该燃料电池的当前运行，该辅处理器20可仅保存该主处理器10最近一次(或距离该主处理器10重启时间最近)同步至该辅处理器20 的该主处理器10的实时运行数据。相应地，该辅处理器20被进一步配置以使该辅处理器20能够在接收到一个主同步请求时，将该主处理器10最近一次同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据发送给该主处理器10，以使其能够基于该主处理器10最近一次同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据配置自身。此外，为了确保该辅处理器20在接收到一个主同步请求时，发送给或同步至该主处理器10的该主处理器10的实时运行数据为该主处理器10最近一次同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据，该主处理器10还进一步被配置能够给予被同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据一个标记。优选地，该标记至少包括一个数据来源和一个时序。相似地，该主处理器10和该辅处理器20可被进一步配置以使该辅处理器20能够同步该辅处理器20的实时运行数据至该主处理器10。进一步地，该主处理器10被进一步配置能够以该辅处理器20本次同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据覆盖该辅处理器20上一次同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据，从而使该辅处理器20能够根据该辅处理器20最近一次同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据配置该辅处理器20。优选地，该主处理器10还被进一步配置以使该主处理器10能够自该辅处理器20接收到一个辅同步请求时，将该辅处理器20最近一次同步至该主处理器10的该辅处理器 20的实时运行数据发送给该辅处理器20。此外，为了确保该主处理器10在接收到一个辅同步请求时，发送给或同步至该辅处理器20的该辅处理器20的实时运行数据为该辅处理器20最近一次同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据，该辅处理器20还进一步被配置能够给予被同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据一个标记。优选地，该标记至少包括一个数据来源和一个时序。可以理解，该主处理器10的实时运行数据可被存储在该主处理器 10的存储区，该辅处理器20的实时运行数据被存储在该辅处理器20的存储区。进一步地，该主处理器10同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据被存储在该辅处理器20的存储区，该辅处理器20同步至该主处理器10的该辅处理器20的实时运行数据被存储在该主处理器10的存储区。优选地，该主处理器10的存储区还存储有该主处理器10的初始化数据和该辅处理器20的初始化数据，该辅处理器20的存储区还存储有该辅处理器20的初始化数据。

如附图之图4所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1在该燃料电池被启动后，被给电，其主处理器10和辅处理器20被启动，并运行。在该燃料电池控制装置1处于正常运行状态时，该主处理器10将其实时运行数据以一定频率同步至该辅处理器20，和该辅处理器20将其实时运行数据以一定频率同步至该主处理器10。如附图之图5所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1在启动和运行过程中，根据设置以一定规律或频率，对主处理器 10和该辅处理器20的运行进行检测。当检测到该主处理器10失效时，则重启该主处理器10，并根据被同步至该辅处理器20的该主处理器10的实时运行数据配置被重启后的该主处理器10。优选地，该主处理器10在被重启过程中，或被重启后，进一步被基于该主处理器10的初始化数据被初始化。一般地，该主处理器10的初始化数据被存储在该主处理器10的存储区。如附图之图6所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1在启动和运行过程中，当检测到该辅处理器20失效时，则重启该辅处理器20，并根据被同步至该主处理器10 的该辅处理器20的实时运行数据配置被重启后的该辅处理器20。优选地，该辅处理器20在被重启过程中，或被重启后，进一步被基于该辅处理器20的初始化数据被初始化。一般地，该辅处理器20的初始化数据可被存储在该辅处理器20 的存储区，也可被存储在其它存储区，如该主处理器10的存储区。

如附图之图3A至图6所示，依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1的该主处理器10的失效重启优选为自重启。换句话说，该主处理器10被设置能够对自身运行进行检测，并在其失效时，例如死机或宕机时，自重启。更优选地，当该主处理器10失效时，该主处理器10产生一个主重启指令，该主处理器 10根据该主重启指令自重启。可选地，该辅处理器20被设置能够对该主处理器 10的运行进行检测，并在其失效时，产生该主重启指令，并被发给送给该主处理器10。相似地，该辅处理器20被设置能够对自身运行进行检测，并在其失效时，例如死机或宕机时，自重启。更优选地，当该辅处理器20失效时，该辅处理器20产生一个辅重启指令，该辅处理器20根据该辅重启指令自重启。可选地，该主处理器10被设置能够对该辅处理器20的运行进行检测，并在其失效时，产生该辅重启指令，并被发给送给该辅处理器20。

附图之图7和图8所示的是依本实用新型较佳实施例的燃料电池控制装置1 的一种可选实施，其中该燃料电池控制装置1A包括一个主处理器10、一个辅处理器20和一个存储模块30，其中该存储模块30与该主处理器10可通信地相连接，其中该主处理器10和该存储模块30被配置以使该主处理器10能够自该存储模块30获取存储在该存储模块30的该辅处理器20的初始化数据，并将该初始化数据传输给该辅处理器20。然而，该辅处理器20的初始化数据也可被储存在该主处理器10和/或该辅处理器20，当该辅处理器20被重启时或重启后，自该主处理器10或该辅处理器20获取该初始化数据，以初始化自身。可选地，该存储模块30与该辅处理器20可通信地相连接，其中该辅处理器20和该存储模块30被配置以使该辅处理器20能够自该存储模块30获取存储在该存储模块30 的该辅处理器20的初始化数据。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。

本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。