[發明專利]一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法及系統

在審

• 申請號: 202010210560.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111463458A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 蔡永健;侯向理;何民維;姚宇希;董鳴月
• 申請（專利權）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/04858
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛康

1.一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法，其特征在于，包括：

當燃料電池內置蓄電池的剩余電量增加時，增大燃料電池電堆的輸出功率，同時減慢反應罐的產氫速度；

當燃料電池內置蓄電池的剩余電量減少時，減小燃料電池電堆的輸出功率，同時加快反應罐的產氫速度；

當反應罐內的壓力增大時，減慢反應罐的產氫速度，同時增大燃料電池電堆的輸出功率；

當反應罐內的壓力減小時，加快反應罐的產氫速度，同時減小燃料電池電堆的輸出功率。

2.根據權利要求1所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法，其特征在于，采用DC/DC控制增大或減小燃料電池電堆的輸出功率；采用蠕動泵加快或減慢向反應罐的注水速度，來加快或減慢反應罐的產氫速度。

3.根據權利要求1所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法，其特征在于，所述剩余電量增加或減少具體指超過或低于設定范圍，所述壓力增大或減小具體指超過或低于設定范圍。

4.根據權利要求3所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法，其特征在于，當燃料電池內置蓄電池的剩余電量在設定范圍內時，監測剩余電量的變化率，若剩余電量的變化率大于最大設定值，則增大燃料電池電堆的輸出功率，同時減慢反應罐的產氫速度；若剩余電量的變化率小于最小設定值，則減小燃料電池電堆的輸出功率，同時加快反應罐的產氫速度。

5.根據權利要求3所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控方法，其特征在于，當反應罐內的壓力在設定范圍內時，監測反應罐內壓力的變化率，若反應罐內壓力的變化率大于最大設定值，則減慢反應罐的產氫速度，同時增大燃料電池電堆的輸出功率；若反應罐內壓力的變化率小于最小設定值，則加快反應罐的產氫速度，同時減小燃料電池電堆的輸出功率。

6.一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控系統，其特征在于，包括：

能量監測模塊，實時監測燃料電池內置蓄電池的剩余電量變化；

壓力監測模塊，實時監測反應罐內的壓力變化；

控制模塊，根據所述能量監測模塊及壓力監測模塊的結果，調節燃料電池電堆的輸出功率及反應罐的產氫速度：

當燃料電池內置蓄電池的剩余電量增加時，增大燃料電池電堆的輸出功率，同時減慢反應罐的產氫速度；

當燃料電池內置蓄電池的剩余電量減少時，減小燃料電池電堆的輸出功率，同時加快反應罐的產氫速度；

當反應罐內的壓力增大時，減慢反應罐的產氫速度，同時增大燃料電池電堆的輸出功率；

當反應罐內的壓力減小時，加快反應罐的產氫速度，同時減小燃料電池電堆的輸出功率。

7.根據權利要求6所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控系統，其特征在于，所述控制模塊通過控制DC/DC來增大或減小燃料電池電堆的輸出功率；所述控制模塊通過控制蠕動泵加快或減慢向反應罐的注水速度，來加快或減慢反應罐的產氫速度。

8.根據權利要求6所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控系統，其特征在于，所述剩余電量增加或減少具體指超過或低于設定范圍，所述壓力增大或減小具體指超過或低于設定范圍。

9.根據權利要求8所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控系統，其特征在于，所述能量監測模塊包括：

能量變化量監測單元，實時監測燃料電池內置蓄電池的剩余電量是否在設定范圍內；

能量變化率監測單元，當所述能量變化量監測單元的結果在設定范圍內時，實時監測燃料電池內置蓄電池的剩余電量的變化率是否在設定范圍內；

所述控制模塊根據所述能量變化率監測單元的結果，調節燃料電池電堆的輸出功率及反應罐的產氫速度：

若剩余電量的變化率大于最大設定值，則增大燃料電池電堆的輸出功率，同時減慢反應罐的產氫速度；若剩余電量的變化率小于最小設定值，則減小燃料電池電堆的輸出功率，同時加快反應罐的產氫速度。

10.根據權利要求8所述的一種現場制氫燃料電池系統的能量和壓力管控系統，其特征在于，所述壓力監測模塊包括：

壓力變化量監測單元，實時監測反應罐內的壓力是否在設定范圍內；

壓力變化率監測單元，當所述壓力變化量監測單元的結果在設定范圍內時，實時監測反應罐內壓力的變化率是否在設定范圍內；

所述控制模塊根據所述壓力變化率監測單元的結果，調節燃料電池電堆的輸出功率及反應罐的產氫速度：

若反應罐內壓力的變化率大于最大設定值，則減慢反應罐的產氫速度，同時增大燃料電池電堆的輸出功率；若反應罐內壓力的變化率小于最小設定值，則加快反應罐的產氫速度，同時減小燃料電池電堆的輸出功率。