[發明專利]一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法

有效

• 申請號: 201010144160.5
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101860074A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 馬天才;婁潔良;李峰;蔡武久;徐先朝;殷程程
• 申請（專利權）人: 昆山弗爾賽能源有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 馬育麟

技術領域

本發明涉及一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法。

背景技術

隨著全球范圍內的能源緊缺，環境污染等問題的日益突出，新能源的研究開發已經成為了各國的共識，基于氫能源的燃料電池技術得到了快速的發展.目前國內的通信基站等領域仍以鉛酸蓄電池作為后備電源的主要能源供應.由于鉛酸蓄電池供電時間有限，容易污染環境等不足因素，提供一種新的替代能源顯得十分必要，目前比較普遍認可的一種方案是利用基于燃料電池技術的備用電源系統.但國內對于燃料電池備用電源系統仍處于研發試驗階段，并未有較成熟的應用案件和控制方法.

200910061032.1中提出了一種通信用燃料電池備用電源系統，其通過對外部市電的電壓，電流監測來直接判斷市電的電源狀態，因此針對不同的用電設備需要進行不同的監測設備的安裝，通用性不足；當其檢測到外部斷電時即立即啟動燃料電池，當外部市電出現短時間停電或頻繁的啟停時，系統也會隨之進行相應動作，并不是一種有效的控制方式；且其并未對系統匹配外部功率需求提供較好的控制策略。

本申請人在申請號為201020128350.3中提出了一種基于燃料電池的備用電源系統，如圖1所示，包括燃料電池系統，與該燃料電池系統的一電能輸出端相連的DC/DC變換器，及一輔助供電裝置(蓄電池組)，其與DC/DC變換器并聯后與外部用電設備連接。該系統可以很好克服蓄電池的不足，能方便穩定地為外部設備供電。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明提出一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法，其充分利用現有的燃料電池技術，使得以燃料電池系統為核心的備用電源系統各功能模塊能夠有機高效地運行，并滿足目前通信基站等領域對備用電源系統的要求。

本發明可通過以下技術方案予以解決：

一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法，包括以下步驟：

1)通過所述備用電源系統內的蓄電池電流和母線電壓兩個參數的檢測來判斷外部電源狀態；

2)當檢測到所述外部電源掉電時，所述備用電源系統中的蓄電池組為外部用電設備供電，并實時準備啟動所述備用電源系統內的燃料電池系統，且根據所述蓄電池放電電流的大小值來決定啟動所述燃料電池系統的時間；

3)當確定需啟動所述燃料電池系統時，通過調節所述燃料電池系統內的風機轉速來控制輸出到所述外部用電設備的功率。

本發明所述步驟1)中檢測母線電壓參數時，將所述備用電源系統中的DC/DC變換器的輸出電壓設置為略低于所述外部電源的電壓值。

本發明所述步驟2)中所述蓄電池放電電流相對大時，所述備用電源系統啟動燃料電池系統，以及時地為所述外部用電設備供電；當所述蓄電池放電電流相對小時，先讓所述蓄電池組對所述外部用電設備供電，直至一定的時間后再啟動所述燃料電池系統。

本發明所述步驟3)中在所述燃料電池系統啟動時，風機轉速調節到最大值，即風機額定轉速，并逐漸降低至系統輸出功率與外部用電設備功率匹配。

由于采用以上技術方案，本發明一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法涉及了備用電源系統中的核心控制問題：外部電源狀態判斷；燃料電池系統啟動，運行狀態控制；根據外部負載的功率要求有效地調節燃料電池系統輸出功率，使之能夠在保證足夠能量供應的同時盡可能地提高效率，可以燃料電池系統為核心的備用電源系統各功能模塊能夠有機高效地運行，并滿足目前通信基站等領域對備用電源系統的要求。

附圖說明

圖1一種基于燃料電池備用電源系統的結構框圖；

圖2為本發明一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法的流程圖；

圖3-A、3-B為外部電源斷電判斷圖；

圖4為外部電源上電判斷圖；

圖5為外部電源掉電時，燃料電池系統的啟動時間示意圖；

圖6為備用燃料電池系統啟動時，風機轉速控制示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明：

如圖2所示，一種基于燃料電池備用電源系統的控制方法，包括以下步驟：

1)通過備用電源系統內的蓄電池電流和母線電壓兩個參數的檢測來判斷外部電源狀態；

2)當檢測到外部電源掉電時，備用電源系統中的蓄電池組為外部用電設備供電，并實時準備啟動所述備用電源系統內的燃料電池系統，且根據蓄電池放電電流的大小值來決定啟動燃料電池系統的時間；

3)當確定需啟動燃料電池系統時，通過調節燃料電池系統內的風機轉速來控制輸出到外部用電設備的功率。