[發(fā)明專利]一種燃料電池-鋰電池驅(qū)動的龍門吊電路結(jié)構(gòu)及控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011484316.4 | 申請日： | 2020-12-16 |
| 公開（公告）號： | CN112865274A | 公開（公告）日： | 2021-05-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孫閆;夏長高;于瀛霄;韓江義;張明明;歐陽晨慧;劉靜 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇大學 |
| 主分類號： | H02J7/34 | 分類號： | H02J7/34;H02J1/08;H02J1/10;H02J3/38;H02H3/087;H02P5/74 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 燃料電池 鋰電池 驅(qū)動 龍門吊 電路 結(jié)構(gòu) 控制 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種燃料電池?鋰電池驅(qū)動的龍門吊電路結(jié)構(gòu)及控制方法。龍門吊電路主要由燃料電池供電電路、超級電容供電電路、鋰電池供電電路、直流母線電路、負載電路以及其他輔件電路組成，通過母線電路將燃料電池電路、超級電容電路、鋰電池供電與負載電路連接起來，電路內(nèi)部包括各種電流、電壓傳感器、直流變換器、熔斷器、繼電器、能量管理控制器等。在傳統(tǒng)龍門吊電路的基礎(chǔ)上增加了燃料電池、超級電容、鋰電池供電電路，有效利用了燃料電池效率高且清潔無污染的特點；利用了超級電容高功率密度的特性，解決龍門吊提升重物的瞬間出現(xiàn)供電不足的問題，并且高效回收了重釋放時的制動能量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于龍門吊電路系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種龍門吊用的由燃料電池和超級電容、鋰電池組成的多能量源電路充放電電路結(jié)構(gòu)及控制方法。
背景技術(shù)
港口是海上運輸網(wǎng)絡(luò)的綜合樞紐，在整個國際貨物運輸業(yè)務(wù)中占有十分重要的地位，是貨物裝卸和運輸工具交換的場所。近20年來，中國港口發(fā)展舉世矚目，隨著沿海主要港口的貨運量從1994年的7.43億噸飆升至76.96億噸，近年來，中國沿海港口貨物吞吐量保持了兩位數(shù)的增長，預(yù)計中長期來看，這一增長速度將保持強勁。盡管港口業(yè)對區(qū)域經(jīng)濟增長有貢獻，但它需要大量的能源消耗，并且是全球氣候變化和公共衛(wèi)生排放的來源。根據(jù)中國運輸行業(yè)標準，每百萬噸貨物吞吐量的能耗為360噸標準煤當量。2014年的貨物裝卸能耗比1994年增長了約9倍，這些污染物已成為我國環(huán)境能源消費的重要來源之一。由于柴油發(fā)電機被廣泛用作其動力源，港口起重機(龍門吊)是港口地區(qū)和更廣泛港口地區(qū)能源和環(huán)境問題的推動者，為了減少其不利影響，采用能量再生技術(shù)的混合動力或多臺電動起重機正在考慮取代傳統(tǒng)的起重機系統(tǒng)。
根據(jù)能量守恒原理，起重機在提升或加速集裝箱時，將燃料或電能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能；當提升或制動集裝箱時，如果系統(tǒng)能夠回收或提供一定的儲能，則可以將大量能量反饋給系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，反饋能量被電阻消耗，并作為熱量浪費。電網(wǎng)供電的龍門吊配有一個連接到電網(wǎng)終端的電纜盤，是一種再生能量回收的解決方案。與傳統(tǒng)龍門吊相比，它可將油耗和排放量降低約90％。雖然該方案在能源消耗和排放方面有了顯著改善，但仍需要進行大規(guī)模的港口改造。電網(wǎng)供電的龍門吊也帶來了一些問題，包括對電網(wǎng)的影響，特別是龍門吊的移動性差。
龍門吊在提升集裝箱的瞬間需求功率最大，釋放集裝箱短時間內(nèi)需要回收大量制動能量。采用燃料電池、超級電容和鋰電池的多電源能源結(jié)構(gòu)方案可以較好的利用超級電容能瞬間提供較大能量的優(yōu)點來解決上述難題，并且回收制動時的重力勢能。但是這種電路相較于傳統(tǒng)龍門吊電路更加復(fù)雜混亂，因此急需設(shè)計一種安全可靠的可滿足龍門吊的能量需求又能便于維修的龍門吊高壓電路，并且該電路能夠按照能量需求來協(xié)調(diào)多電源的能量輸出，而現(xiàn)階段并沒有一種合適的電路可以滿足以上需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種電路結(jié)構(gòu)簡單、實用、有效的龍門吊電路系統(tǒng)及控制方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種燃料電池-鋰電池驅(qū)動的龍門吊電路結(jié)構(gòu)，包括：燃料電池供電電路，超級電容供電電路，鋰電池供電電路，直流母線電路，負載電路，能量管理控制器；所述燃料電池供電電路，超級電容供電電路，鋰電池供電電路，負載電路均并聯(lián)接入直流母線電路；
所述能量管理控制器，用于控制燃料電池供電電路輸出、超級電容供電電路和鋰電池供電電路的輸入輸出，滿足負載電路的電流需求；所述直流母線電路，用于吸收燃料電池電路電能、吸收或者反饋超級電容/鋰電池電能、吸收或者反饋負載電路電能。
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