[發明專利]一種氫燃料電池電堆管理系統

有效

• 申請號: 202010167741.4
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111009672B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 錢程;孫繼勝;陸敏敏;岑健;仄偉杰;馬茜
• 申請（專利權）人: 永安行科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0438
• 分類號: H01M8/0438;H01M8/04858;H01M8/04955;H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 徐琳淞

本發明提供了一種氫燃料電池電堆管理系統，包括氫燃料電池電堆、鋰電池，氫燃料電池電堆管理系統包括與氫燃料電池電堆連接的氫燃料電池電堆保護系統、與氫燃料電池電堆保護系統連接的充電控制系統及與充電控制系統連接的氫燃料電池電堆控制系統；氫燃料電池電堆保護系統控制氫燃料電池電堆的輸出電壓于電壓區間內，及控制輸出電流于電流區間內；充電控制系統將氫燃料電池電堆的輸出電壓升壓至鋰電池的充電電壓，及將輸出電流升流至鋰電池的充電電流；氫燃料電池電堆的控制系統根據氫燃料電池電堆的狀態，調節氫燃料電池電堆保護系統及充電控制系統的工作狀態，從而使得氫燃料電池電堆與鋰電池組配合，向外部負載輸出電能。

技術領域

本發明涉及能源管理領域，尤其涉及一種氫燃料電池電堆管理系統。

背景技術

氫燃料電池是一種使用氫氣作為燃料，通過與氧氣的化學反應而產生電能的裝置，其副產物只有水，因此氫燃料電池在交通設備領域內得到了快速發展，利用使用氫燃料電池作為機動車、非機動車的電能來源，由此，通過氫燃料電池作為助力的自行車成為了一種理想的綠色出行交通工具。

由于氫燃料電池是基于氫氣和氧氣在電解質中的擴散，其動態響應速度與其擴散速度有關。因此并不適合高頻率、大動態負載變化的應用。而自行車在使用過程中，需要電能快速響應、提供，因此，在使用的初期，常出現氫燃料電池功能不足或功能較慢，而在使用的過程中，自行車在不同道路中的騎行過程又將對電能有著不少動態變化的需求，因此對氫燃料電池的電堆提出了不少要求。例如在上坡過程中，由于自行車電機所需電能較高，氫燃料電池的輸出電流也將動態變化，易造成氫燃料電池電堆的損壞和過載。

由此，在以氫能源作為助力車的形式下，還設置有一鋰電池組，配合氫燃料電池，向助力車提供電能。但現有技術下，鋰電池組設置后，仍以鋰電池組作為主電源向助力車提供電能，因此，氫燃料電池的作用無法完全體現。

因此，需要一種氫燃料電池電堆管理系統，可調配氫燃料電池與鋰電池組的放電供能。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明的目的在于提供一種氫燃料電池電堆管理系統，使得氫燃料電池與鋰電池組配合，向外部負載輸出電能。

本發明公開了一種氫燃料電池電堆管理系統，包括氫燃料電池電堆、鋰電池，氫燃料電池電堆與氫氣罐、進氣電磁閥連接，氫燃料電池電堆管理系統包括與氫燃料電池電堆連接的氫燃料電池電堆保護系統、與氫燃料電池電堆保護系統連接的充電控制系統及與充電控制系統連接的氫燃料電池電堆控制系統；

氫燃料電池電堆保護系統控制氫燃料電池電堆的輸出電壓于電壓區間內，及控制輸出電流于一電流區間內；

充電控制系統將氫燃料電池電堆的輸出電壓升壓至鋰電池的充電電壓，及將輸出電流升流至充電電流；

氫燃料電池電堆的控制系統根據氫燃料電池電堆的狀態，調節氫燃料電池電堆保護系統及充電控制系統的工作狀態。

優選地，氫燃料電池電堆保護系統包括：

- 保護主電路，控制氫燃料電池電堆導通或關斷；

- 高壓保護控制電路，接收一第一電壓信號，并根據第一電壓信號形成第一控制指令，發送第一控制指令至保護主電路以執行保護，其中第一電壓信號的電壓值大于第一電壓閾值；

- 低壓保護控制電路，接收一第二電壓信號，并根據第二電壓信號形成第二控制指令，發送第二控制指令至保護主電路以執行保護，其中第二電壓信號的電壓值小于第二電壓閾值；

- 過流保護控制電路，接收一第一電流信號，并根據第一電流信號形成第三控制指令，發送第三控制指令至保護主電路以執行保護，其中第一電流信號的電流值大于第一電流閾值；