單片機在燃料電池監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

１ 引言

燃料電池發(fā)電是繼水力、火力和核能發(fā)電之后的第四類發(fā)電技術(shù)。它是一種不經(jīng)過燃燒，直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。從理論上講，只要連續(xù)供給燃料，燃料電池便能連續(xù)發(fā)電。由于燃料電池具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點，所以它一直被認為是未來的發(fā)電技術(shù)之一，并已經(jīng)應用于電動汽車等新型環(huán)保項目中。

由于燃料電池的特性所決定，若一組燃料電池中有一片損壞而未及時發(fā)現(xiàn)，對整個電池組就會產(chǎn)生比較大的影響。所以系統(tǒng)應對燃料電池的單體電壓進行實時的監(jiān)控。本文所述的監(jiān)控系統(tǒng)采用微機、工業(yè)控制板、系統(tǒng)監(jiān)控板并結(jié)合ＬａｂＶｉｅｗ開發(fā)平臺，很好地完成了燃料電池單體電壓的采集、模／數(shù)轉(zhuǎn)換、故障電池顯示和報警等功能，為燃料電池系統(tǒng)的正常運行提供了保證。

２ 燃料電池的結(jié)構(gòu)和監(jiān)控系統(tǒng)的作用

燃料電池組由若干片５毫米寬的單體電池串聯(lián)而成。氫氣從電池的內(nèi)部循環(huán)流過。每片單體電池的電壓在未通氫氣時近似為０Ｖ，通過一定流量的氫氣后迅速升高至０．９Ｖ左右。當有某片單體電池電壓與其它單體電池電壓相差０．２Ｖ以上時，即可認為該片電池損壞。這時，監(jiān)控系統(tǒng)便檢索出該片電池的位置，由發(fā)光管顯示并發(fā)出警示。

３ 監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設計

（１）軟件設計

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件分為兩部分：單片機部分采用匯編語言編程。微機接收部分采用ＬａｂＶｉｅｗ開發(fā)平臺。下面分別說明各部分的功能：

c片單體電池后，經(jīng)負反饋放大電路３倍放大，由Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)總線存入單片機。將所有單體電池電壓全部采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，單片機一方面將數(shù)據(jù)由串行通訊口輸送至微機，另一方面對數(shù)據(jù)進行處理，搜索是否有已損壞的單體電池。如果有，就可以將損壞電池的位置顯示出來并報警。

單片機匯編語言編程部分的流程圖如圖１所示：