LabVIEW燃料电池船舶电力推进监控系统

随着全球经济一体化的推进，航运业的发展显得尤为重要，大约80%的世界贸易依靠海上运输实现。传统的船舶推进系统主要依赖于柴油机，这不仅耗能高，而且排放严重，对资源和环境的影响日益显著。在当前倡导“双碳”目标的大背景下，燃料电池推进系统凭借其绿色、高效率和零排放的优势，被视为未来船舶电力推进的理想选择。

建立了一个基于质子交换膜燃料电池（PEMFC）和锂电池的船用混合电力推进实验平台，并通过DC/DC变换器调节PEMFC和锂电池间的功率分配，利用LabVIEW上位机软件和PLC模块等数据采集单元，设计开发了监控系统。该系统能够实时监测PEMFC的工作温度、DC/DC变换器的输出电压波纹系数以及能量管理系统的响应时间，从而实现燃料电池与锂电池间的高效能量分配和管理。

系统的核心由LabVIEW软件和PLC构成，LabVIEW负责实现人机交互界面，提供实时数据可视化和控制功能，而PLC模块则负责现场的数据采集和设备控制。通过这种设计，系统不仅保证了PEMFC在最佳工作状态下的运行，而且通过控制DC/DC变换器，实现了功率的有效分配，保证了系统的稳定运行和高效能源利用。

在实验测试中，系统表现出良好的性能，PEMFC能够在最佳工作温度下运行，其误差控制在允许范围内；通过控制DC/DC变换器可以实现功率分配，其输出电压波纹系数不高于5%，过程响应时间为1秒，满足了设计的技术指标，证明了监控系统的有效性。