[發明專利]BOP供電的控制方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 201310039443.7
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103165927A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 高建龍;高玉;陶詩涌;練勇;張偉明;張曉晶
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及燃料電池應用及電氣控制領域，更具體地，涉及一種系統平衡設備（Balance?of?Plants，簡稱為BOP）供電的控制方法、裝置及設備。

背景技術

燃料電池是一種環境友好、高效、長壽命的發電裝置。以質子交換膜燃料電池（PEMFC）為例，燃料氣體從陽極側進入，氫原子在陽極失去電子變成質子，質子穿過質子交換膜到達陰極，電子同時經由外部回路也到達陰極，在陰極質子、電子與氧氣結合生成水。燃料電池采用非燃燒的方式將化學能轉化為電能，由于不受卡諾循環的限制其直接發電效率可高達45%。燃料電池系統產品從固定式電站，到移動式電源；從電動汽車，到航天飛船；從軍用裝備，到民用產品有著廣泛的應用空間。

BOP是燃料電池發電系統中的重要部件，BOP維持燃料電池穩定安全運行，要求具有高效、低噪聲、高緊湊度、高可靠性、高耐用性、魯棒性和低成本等特性。BOP自身的功率損耗直接關系到燃料電池的最終發電效率、能源利用率，BOP供電電源為系統電源（儲能啟動電池、網側電壓等）或燃料電池堆之一。本發明通過監測系統電源電壓和燃料電池堆電壓，由邏輯控制器在燃料電池工作正常的情況下，優選燃料電池作為BOP系統供電變換器的輸入電源，實現了兩個供電電源之間的無縫切換，提高了燃料電池系統的綜合發電效率，同時減小了BOP供電功率變換單元的體積。

相關技術通常采用以下方式對BOP進行供電：（1）BOP始終采用系統電源進行供能。（2）使用可靠電力分配器的燃料電池系統，例如，使用氫和氧之間的電化學反應產生電力的燃料電池系統。（3）根據系統工作條件，通過繼電器選擇系統電源或燃料電池堆作為為BOP供電的功率變換器的輸入電源。

針對上述方案，其都存在不同的問題：（1）方案1始終采用系統電源功能，BOP工作穩定，系統電源的能量由燃料電池發電系統經過適當的功率變換（直流到直流變換、直流到交流變換）而獲得，再經過功率變換后為BOP供電，等效于燃料電池的電能經過多級功率變換，綜合效率低下。（2）方案2需要通過兩個獨立供電模塊，設定輸出電壓的偏差，同時供電，然后通過繼電器的方式進行功率切換，雙供電模塊體積大，成本高，同時繼電器工作頻率低、存在線圈損等固有缺點，不利于燃料電池供電系統的高效運行。（3）方案3是通過繼電器選擇系統電源（電池）或燃料電池堆作為BOP的供電輸入電源，繼電器切換時間通常是毫秒級別，需要大的儲能電容在切換時間維持能量供應，大幅度的電壓跌落不利于BOP系統的穩定工作，嚴重時甚至危及燃料電池系統的完全工作。

因此，相關技術中無法準確的判別燃料電池與系統電池的切換時間，進而會造成大幅度的電壓跌落，不利于BOP穩定工作。

發明內容

本發明旨在提供一種BOP供電的控制方法、裝置及設備，以解決相關技術中，無法準確的判別燃料電池與系統電池的切換時間，進而會造成大幅度的電壓跌落，不利于BOP穩定工作的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種BOP供電的控制方法，包括：檢測為所述BOP供電的燃料電池的輸出狀態值是否符合預設條件值，其中，所述輸出狀態值至少包括以下之一：輸出電壓值，輸出電流值，輸出功率值；如果否，則將系統電池切換為所述BOP的供電電源。

優選地，將所述系統電池切換為所述BOP的供電電源包括：斷開所述燃料電池與所述BOP的連接；將所述系統電池與所述BOP連接。

優選地，將所述系統電池切換為所述BOP的供電電源包括：將所述系統電池與所述BOP連接；斷開所述燃料電池與所述BOP的連接。

優選地，將系統電池切換為所述BOP的供電電源之后，還包括：繼續檢測所述燃料電池的輸出狀態值是否符合所述預設條件值；如果是，則將所述燃料電池切換為所述BOP的供電電源。

根據本發明的另一個方面，提供了一種BOP供電的控制裝置，包括：檢測模塊，用于檢測為所述BOP供電的燃料電池的輸出狀態值是否符合預設條件值，其中，所述輸出狀態值至少包括以下之一：輸出電壓值，輸出電流值，輸出功率值；切換模塊，用于在所述燃料電池的輸出狀態值不符合所述預設條件值的情況下，將系統電池切換為所述BOP的供電電源。

優選地，所述切換模塊包括：斷開單元，用于斷開所述燃料電池與所述BOP的連接；連接單元，用于將所述系統電池與所述BOP連接。

優選地，所述檢測模塊，還用于繼續檢測所述燃料電池的輸出狀態值是否符合所述預設條件值；所述切換模塊，還用于在所述燃料電池的輸出狀態值符合所述預設條件值的情況下，將所述燃料電池切換為所述BOP的供電電源。