單片機(jī)在燃料電池監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)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(lèi)發(fā)電技術(shù)。它是一種不經(jīng)過(guò)燃燒，直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)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(diǎn)，所以它一直被認(rèn)為是未來(lái)的發(fā)電技術(shù)之一，并已經(jīng)應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)等新型環(huán)保項(xiàng)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(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)整個(gè)電池組就會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。所以系統(tǒng)應(yīng)對(duì)燃料電池的單體電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。本文所述的監(jiān)控系統(tǒng)采用微機(jī)、工業(yè)控制板、系統(tǒng)監(jiān)控板并結(jié)合ＬａｂＶｉｅｗ開(kāi)發(fā)平臺(tái)，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(bào)警等功能，為燃料電池系統(tǒng)的正常運(yùn)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(guò)。每片單體電池的電壓在未通氫氣時(shí)近似為０Ｖ，通過(guò)一定流量的氫氣后迅速升高至０．９Ｖ左右。當(dāng)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(shí)，即可認(rèn)為該片電池?fù)p壞。這時(shí)，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(shè)計(jì)

（１）軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件分為兩部分：單片機(jī)部分采用匯編語(yǔ)言編程。微機(jī)接收部分采用ＬａｂＶｉｅｗ開(kāi)發(fā)平臺(tái)。下面分別說(shuō)明各部分的功能：

c片單體電池后，經(jīng)負(fù)反饋放大電路３倍放大，由Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)存入單片機(jī)。將所有單體電池電壓全部采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，單片機(jī)一方面將數(shù)據(jù)由串行通訊口輸送至微機(jī)，另一方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(lái)并報(bào)警。

單片機(jī)匯編語(yǔ)言編程部分的流程圖如圖１所示：