[發(fā)明專利]一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011634102.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112820913B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙青;張宸;王勤;吳榮生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波申江科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04858
• 分類號(hào): H01M8/04858;H01M8/04746;H01M8/04537;B60L58/30;B60L50/70
• 代理公司: 寧波中致力專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33322
• 代理人: 張圓

1.一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料供給模塊、甲醇重整模塊、燃料電池模塊、儲(chǔ)能模塊及控制模塊；

所述控制模塊與燃料供給模塊、燃料電池模塊、儲(chǔ)能模塊通信連接；

所述控制模塊以儲(chǔ)能模塊輸出功率PB、燃料電池輸出功率Pmfc之和作為需求功率Pr和/或儲(chǔ)能模塊剩余容量數(shù)值SOC以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料供給模塊、燃料電池模塊分別進(jìn)行控制，控制步驟如下：

1)對(duì)需求功率值進(jìn)行功率區(qū)域化處理，形成需求功率區(qū)域變量Ui；

2)根據(jù)儲(chǔ)能模塊剩余容量數(shù)值進(jìn)行剩余容量區(qū)域化處理，形成剩余容量區(qū)域變量Cj；

3)當(dāng)功率區(qū)域變量Ui和/或剩余容量區(qū)域變量Cj變化時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的需求功率區(qū)域值與和/或剩余容量區(qū)域值與f(Ui，Cj)規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)得出對(duì)應(yīng)燃料電池輸出功率；

4)遲滯預(yù)定時(shí)間后，再對(duì)燃料電池DCDC的輸出進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)調(diào)節(jié)燃料供給模塊中甲醇水的進(jìn)液量、空氣流量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，將用戶需求功率區(qū)域化處理為至少5個(gè)，將剩余容量區(qū)域化處理為至少4個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，將所述功率區(qū)域變量Ui分為n個(gè)子集Ui，i＝1……n，將所述剩余容量區(qū)域變量Cj分為n個(gè)模子集Cj，j＝1……n，任一對(duì)組合(Ui，Cj)推理得到控制模塊的信號(hào)的模糊子集Pmfcx，x＝1……n，從而形成模糊推理規(guī)則((Ui，Cj)--Pmfcx)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述需求功率區(qū)域變量為Ui，U＝{U1,U2,……,Un-1,Un}其中U1為[0～0.3Pmax],U1為非靈敏區(qū),U2～Un為高效區(qū)；

所述剩余容量區(qū)域變量Cj，C＝{C1,C2,……,Cn-1,Cn}，其中C1為[0～0.7Pmax],C1為風(fēng)險(xiǎn)區(qū),C2～Cn-1為正常區(qū)，Cn為[0.9-1Pmax]；Cn為警戒區(qū)；

其中，系統(tǒng)的最大輸出功率為Pmax。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)Ui不變，Cj變化時(shí)，所述遲滯時(shí)間為0；當(dāng)Ui變化，Cj不變時(shí)，所述遲滯時(shí)間為1.5-3分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，功率調(diào)整速率為0.005Pmax/s-0.02Pmax/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇重整模塊與燃料電池模塊連接，為燃料電池提供氫氣，同時(shí)燃料電池未利用的氫氣進(jìn)入甲醇重整模塊進(jìn)行燃燒。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊采集儲(chǔ)能模塊剩余容量、電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)，采集燃料供給模塊中甲醇水的進(jìn)液量、空氣流量并進(jìn)行調(diào)節(jié)，采集燃料電池模塊的參數(shù)并控制DCDC的調(diào)節(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，甲醇重整燃料電池降低輸出功率步驟為a：接收到降低輸出功率指令后，首先調(diào)節(jié)燃料泵，降低甲醇水的輸入量,甲醇水先降到目標(biāo)值Q的80～90％，然后再升到目標(biāo)值Q進(jìn)而降低燃料電池系統(tǒng)的輸出功率。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)變動(dòng)負(fù)載工況下的控制系統(tǒng)，其特征在于，甲醇重整燃料電池升高輸出功率步驟為b：接受到升高輸出功率指令后，首先調(diào)節(jié)燃料泵，增加甲醇水的進(jìn)液量，甲醇水先升到目標(biāo)值Q的110～120％，然后再降到目標(biāo)值Q提高燃料電池系統(tǒng)的輸出功率。