一种燃料电池发动机控制系统的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池发动机控制系统。


背景技术：

2.燃料电池发动机系统是一种新型的燃料电池发电系统，它是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应转化为电能、热能和其他反应产物的发电系统。燃料电池发动机在测试开发过程中，燃料电池发动机参数数据的监控、各部件运行状态监控判断、测试数据的故障排查等，是燃料电池发动机开发过程中重要的环节。
3.目前燃料电池发动机测试开发环节的上位机监控，一般为控制、反馈与存储信息在同一上位机上实现。
4.但是由于开发过程中燃料电池发动机需要发动的控制命令、数据监控参数解析显示、存储数据较多等多方面导致上位机运行效率较低，容易造成发动机数据解析、存储等延迟，使得监控信息的无法及时更新显示，对设备的安全性运行带来安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种燃料电池发动机控制系统，可以解决采用发动机数据解析、存储等延迟，使得监控信息的无法及时更新显示，对设备的安全性运行带来安全隐患的技术问题。
6.本实用新型提供的技术方案如下所示：
7.本实用新型提供了一种燃料电池发动机控制系统，所述系统包括：
8.燃料电池发动机控制器，用于燃料电池发动机在运行过程中的状态参数采集以及运行逻辑控制，接收整车及上位机的控制指令；
9.第一上位机，与所述燃料电池发动机控制器通讯连接，用于接收所述燃料电池发动机控制器发送的燃料电池发动机控制数据，并向所述燃料电池发动机控制器发送控制指令以使所述燃料电池发动机控制器根据所述控制指令控制燃料电池发动机工作；
10.第二上位机，与所述燃料电池发动机控制器通讯连接，用于接收所述燃料电池发动机控制器发送的燃料电池发动机状态参数与第一上位机发送的控制指令，并根据所述燃料电池发动机状态监控和信息回放数据动态回放所述燃料电池发动机运行时状态参数信息与控制指令信息。
11.在一种可选的实施例中，所述第二上位机包括燃料电池发动机状态监控模块与燃料电池发动机数据回放模块，所述燃料电池发动机状态监控模块用于监控燃料电池发动机的运行状态，所述燃料电池发动机数据回放模块用于根据第一上位机的操作指令操作燃料电池发动机工作。
12.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机状态监控模块包括can类型数据dbc文件读取子模块，用于读取燃料电池发动机dbc类型文件.
13.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机状态监控模块还包括第一can数据
解析模块，用于解析can类型数据。
14.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机状态监控模块还包括燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组计算模块，用于根据解析的can数据建立燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组。
15.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机状态监控模块还包括can卡配置模块，用于第二上位机与燃料电池发动机控制器进行通讯；
16.第一故障诊断模块，用于对燃料电池发动机进行故障诊断。
17.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机数据回放模块包括命令操作模块，用于根据第一上位机的操作指令操作燃料电池发动机工作。
18.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机数据回放模块还包括cvm单片电压及发动机状态参数数组计算模块，用于cvm单片电压及发动机状态参数数组计算。
19.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机数据回放模块还包括数据存储模块，用于存储燃料电池发动机所有的数据。
20.在一种可选的实施例中，所述燃料电池发动机数据回放模块还包括第二can数据解析模块，用于解析can类型数据；
21.根据第一上位机的操作指令操作燃料电池发动机工作。
22.本实用新型实施例提供的系统至少具有以下有益效果：
23.本实用新型实施例提供的系统通过燃料电池发动机控制器向第一上位机发送燃料电池发动机运行参数，第一上位机对运行参数进行解析，得到解析后的实时数据，并根据解析后的实时数据发送控制命令参数给燃料电池发动机控制器控制指令，燃料电池发动机控制器根据控制指令控制燃料电池发动机工作；第二上位机接收can总线信息，包含燃料电池发动机控制器、cvm控制器及第一上位机等，对接收到数据进行实时动态显示监控、故障诊断、数据存储等，第二上位机的存储线程存储上述状态监控和信息回放数据，第二上位机根据状态监控和信息回放数据动态回放燃料电池发动机的数据。本实用新型实施例通过设置第一上位机与第二上位机将针对燃料电池发动机的控制以及对燃料电池发动机的状态监控和信息回放等功能分离开，减少了对上位机进程的占用，避免在使用过程中出现上位机卡顿、延时等故障，提升了上位机控制的稳定性，提高了上位机的运行效率。
附图说明
24.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
25.图1示出了相关技术提供的燃料电池发动机控制系统结构示意图；
26.图2示出了本实用新型实施例提供一种燃料电池发动机控制系统结构示意图；
27.图3示出了本实用新型实施例提供一种燃料电池发动机控制系统结构示意图。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，
提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
29.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
30.燃料电池发动机系统是一种新型的燃料电池发电系统，它是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应转化为电能、热能和其他反应产物的发电系统。燃料电池发动机在测试开发过程中，燃料电池发动机参数数据的监控、各部件运行状态监控判断、测试数据的故障排查等，是燃料电池发动机开发过程中重要的环节。
31.目前燃料电池发动机测试开发环节的上位机监控，一般为控制、反馈与存储信息在同一上位机上实现。
32.但是由于开发过程中燃料电池发动机需要发动机的控制命令、数据监控参数解析显示、存储数据较多等多方面导致上位机运行效率较低，容易造成发动机数据解析、存储等延迟，使得监控信息的无法及时更新显示，对设备的安全性运行带来安全隐患。并且对燃料电池发动机进行故障排查时，需要打开离线存储的数据文件，进行故障数据的定位，花费过多的时间来选定要分析的数据参数。燃料电池发动机数据分析的软件、上位机等目前还较欠缺，鉴于此，本实用新型实施例提供了一种燃料电池发动机控制系统，旨在解决上述技术问题。
33.需要说明的是，本实用新型实施例所指的燃料电池发动机是指将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应转化为电能、热能和其他反应产物的发电系统。燃料电池巡检模块（cvm）是燃料电池发动机检测的重要组成部分，cvm能实时精确地检测燃料电池电堆单片电压，并对监测到的单片电压数据群进行实时分析处理，对燃料电池电堆单片电池状态和性能进行监测、诊断、存储，确保燃料电池单片电池稳定可靠工作，提高燃料电池的高效性和可靠性。
34.请参见图1，图1为进一步解释和说明本实用新型实施例提供的对比图，从图1可以看出，对比文件中上位机不但要实现燃料电池发动机的控制，还要进行数据接收、存储以及发送等功能，集成can控制命令与反馈信息的解析，而上位机显示、计算大量反馈信息，会造成上位机运行的效率下降，导致信息解读的延迟，进程调用困难，控制时间延误等情况，进而影响燃料电池的使用。
35.可见，相对于相关技术本实用新型实施例将燃料电池发动机控制功能分离出来，拓展上位机其他功能；即单独设置第一上位机，专门实现燃料电池发动机的控制，其余功能例如数据收发、存储以及故障诊断等功能由第二上位机实现，如此，不会因为上位机进程过多而影响对燃料电池发动机的控制，进而提高了燃料电池发动机的控制效率。
36.请参见图2，本实用新型实施例提供了一种燃料电池发动机控制系统，该系统包括：
37.201、燃料电池发动机控制器，用于燃料电池发动机在运行过程中的状态参数采集以及运行逻辑控制，接收整车及上位机的控制指令；
38.202、第一上位机，与燃料电池发动机控制器通讯连接，用于接收燃料电池发动机控制器发送的燃料电池发动机控制数据，并向燃料电池发动机控制器发送控制指令以使燃料电池发动机控制器根据控制指令控制燃料电池发动机工作；
39.203、第二上位机，与燃料电池发动机控制器通讯连接，用于接收燃料电池发动机控制器发送的燃料电池发动机状态参数与第一上位机发送的控制指令，并根据燃料电池发动机状态监控和信息回放数据动态回放燃料电池发动机运行时状态参数信息与控制指令信息。
40.第二上位机在实现数据回放时有其他的辅助功能：
41.作为一种示例，第二上位机还可以设定数据读取数据的时间，例如10ms/100ms/1000ms等；在回放数据时可以快进、快退；可以手动选定时间点，快速回放某时刻的测试数据；在回放过程中，在图形上动态显示cvm的单片电压信息，并且计算显示该时刻的cvm的标准差、方差、最大单片电压、最小单片电压、最大单片电压对应的单片号、最小单片电压对应的单片号等；第二上位机可以设定不同燃料电池发动机的型号，在回放时选择对应型号，数据回放解析时便可根据型号对应解析回放；需要了解某个状态参数时，在数据回放时，可以进行手动的选择，用图表动态显示。
42.进一步的，请参见图3，本实用新型实施例提供的第二上位机包括燃料电池发动机状态监控模块，用于监控燃料电池发动机的运行状态，燃料电池发动机数据回放模块，用于根据状态监控和信息回放指令监控燃料电池发动机以及回放燃料电池发动机信息。
43.燃料电池发动机状态监控模块包括can类型数据dbc文件读取子模块，用于读取燃料电池发动机dbc类型文件；can数据解析模块，用于解析can类型数据。
44.燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组计算模块，用于根据解析的can数据建立燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组。
45.第一数据存储模块，用于存储燃料电池发动机所有的数据。
46.can卡配置模块，用于第二上位机与燃料电池发动机控制器进行通讯。
47.第一故障诊断模块，用于对燃料电池发动机进行故障诊断。
48.其中，上述燃料电池发动机状态监控模块与can类型数据dbc文件读取子模块、can数据解析模块、燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组计算模块、数据存储模块、can卡配置模块以及故障诊断模块通讯连接。
49.进一步的，本实用新型实施例提供的第二上位机还包括燃料电池发动机信息回放模块，用于动态回放燃料电池发动机信息；其中燃料电池发动机信息回放模块包括命令操作模块，用于根据燃料电池发动机控制器的显示回放指令显示和回放信息；文件读取及目标数据选择模块，用于读取燃料电池发动机的文件以及选择需要执行的目标模块，例如是进行故障诊断还是进行数据存储等；燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组计算模块，用于根据解析的can数据建立燃料电池发动机can单片电压及燃料电池发动机状态参数数组；第二故障诊断模块，用于对燃料电池发动机进行故障诊断；第二数据存储模块，用于存储燃料电池发动机所以数据并且制定数据导出；第二can数据解析模块，用于解析can类型消息。
50.燃料电池发动机控制器向第一上位机发送对燃料电池发动机的控制数据，第一上位机对该控制数据进行解析，根据解析之后的数据向燃料电池发动机发出控制指令，燃料
电池发动机控制器接收到该控制指令后根据该控制指令控制燃料电池发动机工作。
51.本实用新型实施例提供的系统实现燃料电池发动机在线数据监控与存储，减少燃料电池发动机控制上位机解析、存储的数据量，增强上位机的控制的运行效率。拓展了在线监测的运行参数，对于控制程序无法全部监控的参数，可以进行拓展。
52.进一步的，第一上位机与第二上位机均通过can线（can通讯）与燃料电池发动机控制器fcu通讯，其中第一上位机只进行控制命令的发送与关键数据参数的监控，第二上位机接收can总线上的所有信息，包括fcu（燃料电池发动机控制器）发送信息、cvm发送信息、第一上位机发送信息等。
53.进一步的，本实用新型实施例提供的系统包括如下几种工作模式：
54.第一模式：仅第一上位机工作，第一上位机可以发送控制fcu运行的控制指令和接收显示燃料电池发动机运行的主要工作参数，并且可以选择存储所接收的燃料电池发动机运行的状态参数。
55.第二模式：第一上位机与第二上位机同时工作，此模式为燃料电池正常工作时模式，第一上位机工作模式和第一模式下相同，第二上位机开启后，进行数据存储、故障诊断、fcu信息显示、cvm信息显示等。
56.第三模式：第一上位机不工作，仅第二上位机工作，第二上位机接收fcu发送的状态监控和信息回放数据进行数据回放，回放显示燃料电池发动机、cvm在工作时的各个数据参数和控制信息的显示，直观显示运行过程参数，方便后期故障诊断和故障排查，提升工作效率。
57.需要说明的是，相关技术提供的系统在燃料电池运行时可进行燃料电池发动机状态的监控，对于燃料电池离线后的数据无法进行实时的分析与信息回放或显示。本实用新型实施例提供的状态监控和信息回放包括了在线和离线两种模式，通过在线模式可以实时监控燃料电池发动机的运行状态和运行参数，通过离线模式下对燃料电池发动机进行状态监控并回放燃料电池发动机信息。
58.进一步的，上位机通过人机界面实时监控在线状态下燃料电池发动机的运行状态，并显示其运行参数以及燃料电池发动机cvm信息。
59.本实用新型实施例提供的系统具有离线数据回放与数据分析功能，可以对can、csv、xls等多种类型数据进行解析。
60.需要说明的是，本实用新型实施例提供的系统中各个模块均为现有技术中已经使用的模块，不包含新的算法。
61.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。