[發明專利]一種多模塊燃料電池系統均功率控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110408944.2
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113113938A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 陳煥光;卞松江
• 申請（專利權）人: 上海恒勁動力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

本發明涉及一種多模塊燃料電池系統均功率控制方法及系統，所述方法至少包括：基于若干發電模塊的輸出總功率和最優功率確定發電模塊的最優運行指數；基于所述最優運行指數來調節發電模塊的啟動數量以使得發電模塊在均功率狀態下運行。本發明根據負載的實時用電功率來調控發電模塊的啟動數量，實時增加或減少部分發電模塊，使得發電模塊以最優的均功率和較高的效率進行工作。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種多模塊燃料電池系統均功率控制方法及系統。

背景技術

現有技術中，在多模塊燃料電池系統運行時，只是對各個模塊設置相同的輸出電壓并同時工作；或者獨立設置各個模塊不同的輸出電壓，容易造成各模塊輸出功率偏差很大。有的模塊運行在輕載狀態，有的則運行在重載狀態，同時各個工作模塊的總的工作效率也不高。

例如，中國專利CN 108312871A公開了一種控制功率模塊組電流輸出方法，所述方法包括通過監控單元CCU根據車輛需求電流和功率模塊組中各個功率模塊的輸出電流實際值，實時更新功率模塊分配數量；通過功率分配單元PDU根據車輛需求電流，實時更新后的功率模塊分配數量，以及更新后的各個功率模塊的輸出電流實際值，確定實際下發的功率模塊期望電流值。

中國專利CN 110120745A一種DC/DC多模塊并聯均流控制方法，通過實時采集各并聯模塊提供給負載的電壓和電流，計算各模塊工作時的均流系數和虛擬平均功率，進行無差控制得到第一電壓指令值，根據第一電壓指令值與電壓給定值和負載側電壓進行無差控制得到第一電流指令值，根據第一電流指令值與輸入側電感電流進行無差控制得到第二電流指令值，根據所述的第二電流指令值得到開關驅動信號進行均流控制。本發明實現了對不同額定功率的模塊間并聯，各模塊按照額定功率比成比例分配負載功率，達到各模塊之間均流的目的。

但是，上述現有技術雖然從一些方面解決了模塊的數量和功率兩個方面的實時調節，但是依然存在的缺陷包括：

在多模塊運行時，各個模塊輸出功率差異很大，功率偏差有可能超過50％：

各模塊不在合適工作效率點上，造成整體工作效率不高，還會減少整個系統燃料電池的使用壽命。

因此，本發明希望能夠提供一種能夠克服上述缺陷的一種多模塊燃料電池系統均功率控制方法及系統。

此外，一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異；另一方面由于發明人做出本發明時研究了大量文獻和專利，但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節與內容，然而這絕非本發明不具備這些現有技術的特征，相反本發明已經具備現有技術的所有特征，而且申請人保留在背景技術中增加相關現有技術之權利。

發明內容

針對現有技術之不足，本發明提供一種多模塊燃料電池系統均功率控制方法，所述方法至少包括：基于若干發電模塊的輸出總功率和最優功率確定發電模塊的最優運行指數；基于所述最優運行指數來調節發電模塊的啟動數量以使得發電模塊在均功率狀態下運行。

本發明通過計算發電模塊的最優運行指數來調節發電模塊的啟動數量，能夠根據發電模塊的輸出總功率的實時變化來實時調節發電模塊的啟動數量，使得運行的發電模塊處于均功率狀態，從而提高燃料電池系統的工作效率。

優選地，所述方法還包括：在燃料電池系統啟動的預設采集時間內檢測至少一個發電模塊的輸出功率和/或輸出總功率。

優選地，確定發電模塊的最優運行指數的方法為：

優選地，由所述最優運行指數確定的發電模塊的啟動數量的方式包括：

在最優運行指數為非整數的情況下，M＝n+1；

在最優運行指數為整數的情況下，M＝n；

其中，M表示啟動數量，n表示運行指數的整數位。