[實用新型]一種燃料電池供電系統(tǒng)的緩沖啟動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822077807.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209088587U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳維榮;李錦程;李奇;王天宏;孟翔
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M1/36;H02M1/34;H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/04828;H01M8/04858
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

本實用新型公開了一種燃料電池供電系統(tǒng)的緩沖啟動裝置，包括緩沖切換電路、信號檢測電路和緩沖控制器；所述緩沖切換電路包括負載通路和電阻通路，所述負載通路包括輸入電壓電流變送器、母線接觸器、防倒流二極管和輸出電壓電流變送器；信號檢測電路檢測緩沖切換電路的輸入輸出信號，并將檢測信號傳送至緩沖控制器；緩沖控制器接收信號檢測電路檢測信號，并向母線接觸器和電阻接觸器分別發(fā)送控制信號。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池啟動時的緩沖功能，使得燃料電池輸出電壓經(jīng)過變換后更加穩(wěn)定，對燃料電池進行保護，達到延長燃料電池使用壽命，減小對直流變換器輸入電壓范圍的要求，減少直流變換器成本以及選型難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池供電系統(tǒng)的緩沖啟動裝置。

背景技術(shù)

新能源作為未來的發(fā)展方向及研究熱點，已經(jīng)得到國家機構(gòu)及各領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注，其中氫能以清潔環(huán)保，能量密度高，使用便捷安全等優(yōu)勢，被普遍認為是可能會取代化石燃料成為主要能量載體的能量源之一。燃料電池是利用氫能產(chǎn)生氫能產(chǎn)生電能的裝置，其中質(zhì)子交換膜燃料電池具有常溫運行，功率等級在幾百瓦到幾十千瓦等特點，在交通運輸及微電網(wǎng)得到了較多的應(yīng)用。

燃料電池作為一項新技術(shù)，雖然具有各種優(yōu)點，但同時也有許多尚不成熟之處。如目前燃料電池電堆成本較高，往往每千瓦的成本在上萬元，同時使用壽命較為有限，實驗環(huán)境下測試可達幾千小時的運行時間，但在許多工業(yè)應(yīng)用情況下，面對惡劣的工況，壽命往往小于兩千小時。國內(nèi)外的學(xué)者通過研究指出，燃料電池頻繁啟停機及輸出功率驟變是影響燃料電池壽命的主要因素。

在實際運用中，由于燃料電池不像普通的電源可以做到恒壓輸出，因此為保持后級用電設(shè)備得到穩(wěn)定高質(zhì)量的電源，需要在燃料電池輸出后加入一級直流變換器來穩(wěn)定輸出電壓。燃料電池的輸出電壓隨著輸出功率的上升而下降，這被稱為極化現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得后級直流變換器必須選用寬輸入范圍的變換器，同時如果負載需求電壓在極化曲線段內(nèi)，還需要使用升降壓型直流變換器，增加了成本及直流變換器的選型難度。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本實用新型的目的在于提出一種燃料電池供電系統(tǒng)的緩沖啟動裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池啟動時的緩沖功能，使得燃料電池輸出電壓經(jīng)過變換后更加穩(wěn)定，對燃料電池進行保護，達到延長燃料電池使用壽命，減小對直流變換器輸入電壓范圍的要求，減少直流變換器成本以及選型難度。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用技術(shù)方案是：一種燃料電池供電系統(tǒng)的緩沖啟動裝置，包括緩沖切換電路、信號檢測電路和緩沖控制器；

所述緩沖切換電路包括負載通路和電阻通路，所述負載通路包括輸入電壓電流變送器、母線接觸器、防倒流二極管和輸出電壓電流變送器，所述輸入電壓電流變送器的輸出端依次經(jīng)過母線接觸器和防倒流二極管連接至輸出電壓電流變送器的輸入端；所述電阻通路包括依次連接的電阻接觸器和耗散電阻，所述輸入電壓電流變送器的輸出端還連接至電阻接觸器；所述輸入電壓電流變送器的輸入端連接至燃料電池組件，所述輸出電壓電流變送器的輸出端連接至負載組件；

所述信號檢測電路分別連接至緩沖切換電路和緩沖控制器，檢測緩沖切換電路的輸入輸出信號，并將檢測信號傳送至緩沖控制器；

所述緩沖控制器分別連接至母線接觸器和電阻接觸器，接收信號檢測電路檢測信號，并向母線接觸器和電阻接觸器分別發(fā)送控制信號。

進一步的是，所述信號檢測電路包括信號調(diào)理電路和信號檢測元件；所述信號檢測元件設(shè)置在輸入電壓電流變送器和輸出電壓電流變送器處，所述信號檢測元件連接至調(diào)理電路，所述調(diào)理電路連接至緩沖控制器。