單片機在燃料電池監控系統中的應用

１ 引言

燃料電池發電是繼水力、火力和核能發電之后的第四類發電技術。它是一種不經過燃燒，直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。從理論上講，只要連續供給燃料，燃料電池便能連續發電。由于燃料電池具有發電效率高、環境污染少等優點，所以它一直被認為是未來的發電技術之一，并已經應用于電動汽車等新型環保項目中。

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現，對整個電池組就會產生比較大的影響。所以系統應對燃料電池的單體電壓進行實時的監控。本文所述的監控系統采用微機、工業控制板、系統監控板并結合ＬａｂＶｉｅｗ開發平臺，很好地完成了燃料電池單體電壓的采集、模／數轉換、故障電池顯示和報警等功能，為燃料電池系統的正常運行提供了保證。

２ 燃料電池的結構和監控系統的作用

燃料電池組由若干片５毫米寬的單體電池串聯而成。氫氣從電池的內部循環流過。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，監控系統便檢索出該片電池的位置，由發光管顯示并發出警示。

３ 監控系統的軟硬件設計

（１）軟件設計

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

c片單體電池后，經負反饋放大電路３倍放大，由Ａ／Ｄ轉換成為數字信號通過數據總線存入單片機。將所有單體電池電壓全部采集并轉換成數字信號后，單片機一方面將數據由串行通訊口輸送至微機，另一方面對數據進行處理，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：