[發明專利]一種便攜式燃料電池系統其控制方法

有效

• 申請號: 201811453338.7
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111261902B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 孫海;秦兵;孫公權;麻勝南
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/04302;H01M8/04537;H01M8/04992
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種便攜式燃料電池系統的控制方法，所述便攜式燃料電池系統包括燃料電池電堆、輔助部件和系統控制單元；其特征在于：

所述系統控制單元，包括控制器、第一電壓傳感器、第一電流傳感器、充電電路、電壓變換電路、第二電壓傳感器以及電連接器；

燃料電池電堆（101）的正極經過第一電壓傳感器（113）和第一電流傳感器（114）后和可控開關（202）的一端連接，可控開關的另一端和充電電路（201）的輸入端正極連接；充電電路（201）的輸出端正極與電壓變換電路（204）的輸入端正極連接；電壓變換電路（204）的輸入端正極經過第二電壓傳感器（206）、第二電流傳感器（207）、電連接器（208）后與一儲能部件（203）的正極連接；電壓變換電路（204）的輸出端正極與控制器（107）的輸入端正極以及輔助部件（205）的正極連接；燃料電池電堆（101）的負極、充電電路（201）的負極、電壓變換電路（204）的負極、控制器（107）的負極、輔助部件（205）的負極、以及所述儲能部件(203)的負極一并電連接；所述第一電壓傳感器(113)、第一電流傳感器(114)、可控開關(202)、第二電壓傳感器(206)、第二電流傳感器(207)、充電電路(201)、輔助部件(205)都與控制器(107)信號連接；

一充電模式控制方法：

(1)啟動空氣泵和燃料循環泵；

(2)控制器檢測電堆的溫度信號Tstack，當Tstack＜TS時，控制器持續進行電堆溫度信號的檢測；當Tstack≥TS時，充電電路開始工作，電堆通過充電電路為儲能部件充電或者為負載供電；

(3)控制器檢測儲能部件的電壓信號Vb，當Vb≥VS1時，再檢測充電電流信號Ich；當Vb＜VS1時，控制器持續進行儲能部件電壓信號的檢測；

(4)當Ich≤IS1時，充電電路停止工作；當Ich＞IS1時，控制器持續進行充電電流信號的檢測；

(5)關閉空氣泵和燃料循環泵，電堆進入休眠狀態；

(6)控制器檢測儲能部件的電壓信號Vb，當Vb≤VS2時，開始一個新的循環；當Vb＞VS2時，控制器持續進行儲能部件電壓信號的檢測，充電電路持續為儲能部件充電；

一供電模式控制方法：

(1)啟動空氣泵和燃料循環泵輔助部件；

(2)控制器檢測電堆的溫度信號Tstack，當Tstack＜TS時，控制器持續進行電堆溫度信號的檢測；當Tstack≥TS時，充電電路開始工作，電堆通過充電電路為儲能部件充電或者為負載供電；

(3)控制器檢測停機指令是否有效，如果停機指令有效則進入停機狀態；如果沒有停機指令則持續進行停機指令的檢測；

(4)系統停機；

其中TS為電堆溫度的設定值，VS1、VS2為儲能部件電壓的設定值，IS1為儲能部件電流的設定值。

2.如權利要求1所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：10℃≤TS≤60℃；4V≤VS1≤29V；3.6V≤VS2≤24V；0.1A≤IS1≤2A。

3.如權利要求1所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：所述儲能部件或集成于燃料電池系統內，或作為獨立部件設置于燃料電池系統外部。

4.如權利要求3所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：所述儲能部件獨立設置于燃料電池系統外部時，燃料電池系統具有與儲能部件連接的端口。

5.如權利要求3或4所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：所述儲能部件為可充電鋰電池和/或者鉛酸電池。

6.如權利要求1所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：充電電路（201）的輸出端正極經過一二極管后與電壓變換電路（204）的輸入端正極連接。

7.如權利要求3或4所述燃料電池系統控制方法，其特征在于：所述儲能部件用于啟動燃料電池系統或存儲燃料電池電堆所發出的電能；所述輔助部件包括燃料電池系統運行所需的控制燃料和氧化劑進料的泵和閥，循環燃料所需的循環泵，以及調節燃料電池系統冷凝器效率的風扇中的一種或二種以上。