[實用新型]一種基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統

有效

• 申請號: 201420324371.0
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN203933141U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 顧榮鑫;馬天才;蔣煜琪
• 申請（專利權）人: 昆山弗爾賽能源有限公司
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀平

技術領域

本實用新型涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統。

背景技術

燃料電池料電池備用電源系統的啟動特性決定了其必須配備一個輔助儲能單元，在其啟動的初期為燃料電池系統的輔助系統(包含控制系統，冷卻系統，燃料供給系統)供電，同時承擔負載供電。一般來講，燃料電池從啟動到達到工作點需要30秒左右的時間，此階段輔助儲能單元為低電壓，大電流放電狀態，這就要求輔助儲能單元具有較好的高倍率放電性能。

目前常規使用的輔助儲能單元主要有鉛酸蓄電池組及磷酸鐵鋰電池組。鉛酸蓄電池的高倍率放電性能較差，在電壓不變的條件下，為了獲得較大的放電電流，我們必須提高其容量，這就導致了成本的急劇上升，且其體積也相應變大，不利于系統整體的布局及小型化。另外，鉛酸蓄電池的循環壽命較差，在燃料電池系統的設計壽命周期內需要進行定期的維護及更換，這無疑增加了系統后期的使用成本。磷酸鐵鋰電池相對鉛酸蓄電池來講，其高倍率放電性能較好，在相同的電壓及放電電流條件下，其容量需求沒有鉛酸蓄電池那么大，體積上可以大大縮減，便于系統的布局設計及小型化要求。但受制于其單體的價格及電池管理系統的成本，整個電池組的成本優勢相對鉛酸蓄電池不太明顯。其循環壽命方面較蓄電池有大的優勢，后期維護方面的費用較低，但是局限于鋰離子電池的特性，其環境適應性及安全性不如蓄電池，針對某些極端環境，其需要進行特殊的保護設計。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型提供一種體積小、成本低、循環壽命長、安全性高的基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統。

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：

一種基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統，包括電堆模塊、DCDC轉換器、輔助儲能模塊、輔助系統模塊、市電整流模塊及負載模塊，其所述的輔助儲能模塊為超級電容，所述的電堆模塊輸出端并聯DCDC轉換器和超級電容，電堆模塊與DCDC轉換器、超級電容之間分別設置開關；所述的超級電容輸出端接地；所述的DCDC轉換器分別與輔助系統模塊、市電整流模塊及負載模塊并聯；所述的超級電容的輸入端與輔助系統模塊輸入端之間設置導線相連，所述的導線上設置開關。

上述的一種基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統，其所述的市電整流模塊為模擬實際工況，模擬外部供電正常和停電狀況的模塊。

上述的一種基于超級電容啟動的燃料電池備用電源系統，其所述的負載模塊為模擬實際工況的電能消耗的設備。

有益效果：

本實用新型采用超級電容作為輔助儲能模塊，超級電容作為新興的輔助儲能單元，擁有的一些優勢可以很好滿足在燃料電池備用電源系統的應用。首先，由于其能量密度大，非常適合大電流充放電，且充放電時間短，效率高，這很好滿足了燃料電池備用電源系統的啟動需求。其次，能夠滿足設計需求的電容組容量要求較小，就目前的超級電容市場價格而言，其成本與鋰離子電池組相當，伴隨著超級電容應用領域的不斷擴大，其成本擁有較大的下降空間，且其體積方面較蓄電池和鋰電池有優勢，便于系統的布局設計及小型化要求。最后，其循環壽命，環境適應性及安全性方面較蓄電池和鋰電池有明顯的優勢，在燃料電池備用電源系統設計壽命周期內，超級電容基本免維護，其能量密度的衰減也較小，無需做更換，大大減低了后期維護及使用成本。其環境適應范圍比鋰電池要好很多，并由于鉛酸蓄電池，安全性相對兩者有較大的優勢。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式來詳細說明本實用新型；

圖1為本實用新型的結構框架圖。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。