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燃料电池发动机监控系统概述以及其功能模块设计

2017年12月04日 03:17 次阅读

1  引言

车用燃料电池具有效率高、启动快、环保性好、响应速度快等优点,是取代汽车内燃机的理想解决方案。燃料电池汽车的最大优点是清洁、无污染,在全球环境保护问题日益突出的今天,燃料电池汽车作为环保型汽车越来越受到人们的重视。为提高燃料电池发动机系统的可靠性,需要对发动机的各系统状态进行实时监控,记录试验数据,分析其运行特性,为发动机控制策略的不断改进提供依据,同时对整车性能进行评估。因此,燃料电池发动机监控系统的开发具有很重要的现实意义。
           

2  系统概述

2.1 系统结构简介
                   
    本系统由软件和硬件两部分组成,如图1所示。它以高性能的dsp为核心,开发出控制燃料电池发动机的嵌入式控制器。不仅能完成对燃料电池发动机的控制,并对整车较为严重的电磁干扰做了相应的处理,增强了控制系统的抗干扰性和稳定性;与其配套的上位机监控软件是一个拥有良好人机界面的试验数据监控和记录中心。系统中dsp的任务主要是完成数据的采集与处理,算法的实现与驱动,并通过串口与上位机通信,将采集到的数据传送给上位机,并接收上位机发来的控制命令。而系统的上位机对燃料电池发动机工作状态实现实时监控,完成数据的转换、存储及查询功能。上位机软件是在windows2000/xp操作系统下利用vc++ 6.0开发完成的,由于篇幅所限,本文重点介绍上位机监控软件的设计与实现。

 

燃料电池发动机监控系统概述以及其功能模块设计

 

图1  燃料电池发动机控制器结构图
           
2.2 监控软件的总体设计
                   
    本系统需要监控一系列的参数,记录历史数据及显示实时曲线图,并实时地显示报警事件,提供诊断信息,使监控人员可以及时了解异常情况,查询故障内容。控制器的主要控制对象有氢气供给、空气供给、冷却水循环、电堆功率等,监控软件对其中关键参数进行实时显示、报警显示及数据存储等。根据系统分析确定的目标和功能,采用模块化设计方法,进行了系统的界面结构设计。本系统由多个模块组成,每一个模块完成一项独立的功能,模块与模块之间通过数据相关联。其关系如图2所示。

 

 燃料电池发动机监控系统软件设计

 

图2  监控系统结构图


           

3  主要功能模块设计

3.1 信息显示模块
                   
完成对系统主要设备运行状态的实时监控,包括用不同的颜色来表示设备的启、停状态,用编辑框实时显示主要的运行参数,如电压、电流、压力、温度等,并设置报警信号。
           
同时,由于控件较多,各部分功能不同,引入属性页使不同用途控件分页表示,达到屏幕美观且操作方便的效果。燃料电池车载监控系统的主控画面如图3所示。

 

 燃料电池发动机监控系统软件设计

 

图3  燃料电池车载监控系统主界面          
           
3.2 串行通信模块
                   
    完成数据通信并对所收到的数据进行处理、分析、存盘。把接收到的数据进行范围转换后存放到事先定义好的结构体内,并检查每个参数值是否超限,若超限则置报警标志并报警;该软件正常使用时处于长期连续运行状态,通过串口接收数据的工作一直进行。
                   
(1)通信协议。在串行通信中,为了实现特定的用户功能,必须在软件中制定通信协议。在开发燃料电池串行数据通信程序的过程中,通过长期的调试和不断的总结,最终得到一套完整而可靠的通信协议。该协议一共分为3层,分别为物理层和数据链接层。

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发表于 2017-10-09 17:07 8308次阅读
手机被监控,教你几招绝对安全

微生物燃料电池不仅仅发电还能杀菌

这些看似无用的原料用来发电就算是充分利用了吗?显然不是,最近有研究发现,MFC在发电的过程中除了可以...

发表于 2017-06-26 00:16 531次阅读
微生物燃料电池不仅仅发电还能杀菌

孵化环境温度监控系统

发表于 2017-06-15 22:40 1046次阅读
孵化环境温度监控系统

汽车胎压监测系统

发表于 2017-06-13 16:50 929次阅读
汽车胎压监测系统

首英智诚C-4117在危险源监控系统中的应用

发表于 2017-05-20 13:34 560次阅读
首英智诚C-4117在危险源监控系统中的应用

AT7456 字符叠加芯片,大批量供应

发表于 2017-05-19 11:40 492次阅读
AT7456 字符叠加芯片,大批量供应

福特已转移视线到电动汽车 氢燃料电池车“择日再战...

电子发烧友早八点讯:虽然丰田和本田还在大力投资氢动力汽车,但是福特已经将注意力转移到电动汽车上面。

发表于 2017-05-18 09:14 426次阅读
福特已转移视线到电动汽车 氢燃料电池车“择日再战...

不受摄像头红外光影响的视频监控系统防遮挡方案

发表于 2017-05-17 10:43 570次阅读
不受摄像头红外光影响的视频监控系统防遮挡方案

仪器仪表采集监控系统 煤矿安全监测系统

发表于 2017-05-05 10:53 260次阅读
仪器仪表采集监控系统 煤矿安全监测系统

动力环境监控系统 传感器 数据采集 串口服务器 分布式蓄电池检测模块

发表于 2017-05-05 09:33 411次阅读
动力环境监控系统 传感器 数据采集 串口服务器 分布式蓄电池检测模块

交流充电桩厂家

发表于 2017-05-03 14:30 730次阅读
交流充电桩厂家

智慧工厂和设备自动化技术之间的关系

发表于 2017-04-21 09:23 446次阅读
智慧工厂和设备自动化技术之间的关系

户外智能机柜

发表于 2017-04-14 11:22 530次阅读
户外智能机柜

新能源汽车发展超预期 丰田用AI技术研究新材料电...

新能源汽车重回快速发展的轨道,未来4年,丰田准备投入3500万美元用于研究工作,它会引进AI技术,协...

发表于 2017-04-10 09:08 511次阅读
新能源汽车发展超预期 丰田用AI技术研究新材料电...

政策助力,燃料电池汽车迎来发展曙光

相比纯电动汽车的发展,燃料电池汽车在中国还处在萌芽阶段。随着电动汽车补贴退坡加速,燃料电池车较高的补...

发表于 2017-02-23 10:02 1883次阅读
政策助力,燃料电池汽车迎来发展曙光

苹果正不断精进燃料电池技术,苹果申请新专利

今天美国专利商标局发布一份来自苹果的专利申请,苹果的发明披露其又进一步改进了之前的与燃料电池相关技术...

发表于 2017-02-17 11:47 265次阅读
苹果正不断精进燃料电池技术,苹果申请新专利

燃料电池汽车发展加速 2020年国内将超过500...

丰田、宝马、现代等汽车企业与壳牌石油、阿尔斯通、英美资源等13家企业在达沃斯论坛期间宣布共同成立“氢...

发表于 2017-01-20 11:19 306次阅读
燃料电池汽车发展加速 2020年国内将超过500...

本田首批氢燃料电池汽车已经交车 具有相当高的生...

日前,本田已经开始向消费者交付旗下首批氢燃料电池汽车 Clarity。这款于一年前发布的汽车,是本田...

发表于 2016-12-30 09:02 1011次阅读
本田首批氢燃料电池汽车已经交车  具有相当高的生...

长得像巧克力的“细菌电池”:成本低可折叠,功率还...

电池技术的发展对于硬件设备而言至关重要。而在某些偏远地区,因为成本过高等种种原因可能无法在短时间内就...

发表于 2016-12-28 11:03 200次阅读
长得像巧克力的“细菌电池”:成本低可折叠,功率还...

动力电池市场危机四伏 4大因素是“罪魁祸首”

2016年新能源汽车市场增速的突然“放缓”,引发的是车用动力电池企业的“地震”。原本欣欣向荣的市场突...

发表于 2016-12-14 09:23 527次阅读
动力电池市场危机四伏 4大因素是“罪魁祸首”

提升电池设计是全球最大晶体数据库的目标

国研究人员开发出了世界上最大的单质晶体表面与形状数据库Crystalium,可以帮助人们开发出更优秀...

发表于 2016-12-08 18:36 182次阅读
提升电池设计是全球最大晶体数据库的目标

全球首款燃料电池重卡发布:吊打柴油车体无完肤

近日,美国Nikola卡车公司发布了全球首款燃料电池卡车——One。

发表于 2016-12-07 08:58 274次阅读
全球首款燃料电池重卡发布:吊打柴油车体无完肤