复合式电源系统及其控制方法技术方案

技术编号:21203720 阅读:52 留言:0更新日期:2019-05-25 02:22
本发明专利技术公开了一种复合式电源系统及控制方法,包括相互固定在一起的至少一个锂电池模块、至少一个低温燃料电池模块及至少一个燃料模块,所述的锂电池模块、低温燃料电池模块及燃料模块均与电池管理单元电连接;所述的燃料模块与所述的低温燃料电池模块电连接;所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块电连接;所述的锂电池模块与所述的燃料模块电连接;所述的燃料模块为所述的低温燃料电池模块提供燃料,所述的低温燃料电池模块为所述的锂电池模块供电。该电源系统结构紧凑、占用面积较小。通过复合式电源系统的控制方法使得复合式电源系统安全性能较高、供电较稳定,从而可提高电源系统的性能。

Composite Power Supply System and Its Control Method

The invention discloses a composite power supply system and control method, including at least one lithium battery module, at least one cryogenic fuel cell module and at least one fuel module fixed together. The lithium battery module, cryogenic fuel cell module and fuel module are electrically connected with the battery management unit; the fuel module and the cryogenic fuel cell module are electrically connected. The low-temperature fuel cell module is electrically connected with the lithium battery module, the lithium battery module is electrically connected with the fuel module, the fuel module provides fuel for the low-temperature fuel cell module, and the low-temperature fuel cell module supplies power for the lithium battery module. The power supply system has compact structure and small occupied area. Through the control method of compound power supply system, the safety performance of compound power supply system is higher and the power supply is more stable, so the performance of power supply system can be improved.

【技术实现步骤摘要】
复合式电源系统及其控制方法
本专利技术涉及复合式电池
,更确切地说涉及一种复合式电源系统及其控制方法。
技术介绍
人类对新能源的广泛应用,导致了二次电池市场的急速扩大。当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在。无论是电动汽车、风能、太阳能并网还是电网调峰,都急需一种廉价、可靠、安全和寿命长的二次电池。目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池,高温钠硫电池、钠镍氯电池和钒液流电池。这些电池都具有各自的优点,比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高,钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等。但无论哪种电池,都无法同时满足廉价、可靠、安全和寿命长的要求。目前市场上一般采用蓄电池或者超级电容作为辅助储能装置,与燃料电池共同构成多能源混合驱动系统,但是蓄电池和燃料电池都是独立的个体,使得体积较大,占用面积较大。此外,目前的复合式电源系统一般都是锂电池启动燃料电池发电,由燃料电池直接向负载供电。但由于燃料电池输出响应惯性较大,频繁地输出电流波动将缩短燃料电池的寿命,此外温度对燃料电池性能的影响很大,最佳温度在60-80°,需要加热恒温设计;因此现在的市面上的燃料电池系统都需要额外附加一个锂电池或者超级电容器模块,以应对功率波动和燃料电池开机(加热、恒温、燃料供应、流量计等附加配件的启动)。而锂电池存在一定的自放电现象,它在存放的过程中电量逐渐减少,闲置时间长了可能会出现无法启动燃料电池的现象,从而影响电源系统的使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是,提供一种复合式电源系统,该电源系统结构紧凑、占用面积较小。本专利技术的技术解决方案是,提供一种复合式电源系统,包括相互固定在一起的至少一个锂电池模块、至少一个低温燃料电池模块及至少一个燃料模块,所述的锂电池模块、低温燃料电池模块及燃料模块均与电池管理单元电连接;所述的燃料模块与所述的低温燃料电池模块电连接;所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块电连接;所述的锂电池模块与所述的燃料模块电连接;所述的燃料模块为所述的低温燃料电池模块提供燃料,所述的低温燃料电池模块为所述的锂电池模块供电。采用以上结构后,本专利技术的复合式电源系统,与现有技术相比,具有以下优点:由于本专利技术的复合式电源系统的锂电池模块、低温燃料电池模块及燃料模块固定在一起形成一个整体,结构较紧凑,占用面积较小。作为改进,所述的锂电池模块设有多个,多个锂电池模块拼装在一起且相邻的两个锂电池模块相互串联或者并联。采用此种结构后,设计较合理。作为改进,所述的锂电池模块包括锂电池框架及锂电池,所述的锂电池设于所述的锂电池框架内,所述的锂电池的外侧设有第一散热片。采用此种结构后,所述的锂电池模块结构简单且紧凑,组装方便,第一散热片对锂电池散热。作为改进,所述的第一散热片为石墨烯散热片。采用此种结构后,所述的石墨烯散热片具有弹性,对锂电池模块具有减振作用。作为改进,相邻的两个锂电池模块的锂电池框架之间通过凸起和凹槽的结构相互配合拼装在一起。采用此种结构后,锂电池框架之间组装结构简单,组装较方便。作为改进,所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块拼装在一起。采用此种结构后,低温燃料电池模块与锂电池模块之间组装较紧凑。作为改进,所述的低温燃料电池模块包括中空的低温燃料电池框架、正极板和负极板,所述的正极板和负极板分别密封固定在所述的低温燃料电池框架的两侧,所述的低温燃料电池框架内设有膜电极,所述的膜电极将所述的正极板和负极板隔在两个空间内,所述的低温燃料电池框架上设有进料孔。采用此种结构后,低温燃料电池模块结构简单。作为改进,所述的低温燃料电池框架与锂电池模块的锂电池框架之间通过凸起和凹槽的结构相互配合拼装在一起。采用此种结构后,低温燃料电池框架与锂电池框架之间组装结构简单且组装较方便。作为改进,所述的正极板的外侧和负极板的外侧均设有第二散热片。采用此种结构后,所述的第二散热片使得正极板和负极板散热效果较好。作为改进,所述的第二散热片为石墨烯散热片。采用此种结构后,所述的石墨烯散热片具有弹性,对低温燃料电池模块具有减振作用。作为改进,所述的燃料模块与所述的低温燃料电池模块拼装在一起。采用此种结构后,燃料模块与低温燃料电池模块之间组装较紧凑。作为改进,所述的燃料模块包括燃料框架,所述的燃料框架内设有密闭的用于盛放燃料的腔体,所述的燃料框架上设有泵及出料管道,所述的出料管道伸入在所述的腔体内且该出料管道与泵相连接,所述的出料管道还与低温燃料电池框架上的进料孔相连接。采用此种结构后,燃料模块结构简单。作为改进,所述的锂电池框架的下侧和低温燃料电池框架的下侧设有第三散热片,所述的第一散热片和第二散热片均与所述的第三散热片相连接。采用此种结构后,所述的第三散热片可将第一散热片和第二散热片上的热量传导过来,使得电源模块散热效果更佳。作为改进,所述的第三散热片为石墨烯散热片。采用此种结构后,所述的石墨烯散热片具有弹性,对电源模块具有减振作用。作为改进,所述的锂电池框架的上端设有第一吊装钩,所述的低温燃料电池框架的上端设有第二吊装钩,所述的燃料框架的上端设有第三吊装钩,所述的第一吊装钩、第二吊装钩和第三吊装钩拼接形成吊装部件。采用此种结构后,电源系统组装时,通过吊装部件可以吊装电源模块,组装较方便,可有效降低劳动力。本专利技术要解决的技术问题是,提供一种复合式电源系统的控制方法,通过该控制方法使得复合式电源系统安全性能较高、供电较稳定,从而可提高电源系统的性能。本专利技术的技术解决方案是,提供一种复合式电源系统的控制方法,包括以下步骤:当电池管理单元监测到锂电池模块电压低于设置下限时,锂电池模块向燃料模块供电,燃料模块向低温燃料电池模块供应燃料;燃料模块启动时间T后,锂电池模块停止向燃料模块供电,低温燃料电池模块向燃料模块供电;低温燃料电池向锂电池模块充电。采用以上结构后,本专利技术的复合式电源系统的控制方法,与现有技术相比,具有以下优点:由于本专利技术的复合式电源系统的控制方法低温燃料电池模块用于向锂电池模块充电,由锂电池模块直接向负载供电,由于锂电池供电较稳定,且安全性能较高,因此可大大提高电源系统的性能。锂电池模块向燃料模块供电以启动燃料模块工作,等燃料模块启动时间T后便可达到启动温度,随后锂电池模块停止向燃料模块供电,低温燃料电池模块向燃料模块供电,受电池管理单元监测,锂电池模块用于启动燃料模块的电量会一直存在,可有效避免出现无法启动燃料电池的现象,以及避免锂电池长期存放过程中的自放电导致的电池过度放电问题。作为改进,在充电过程中,电池管理单元控制充电电流大小,同时电池管理单元实时监测锂电池模块电压,直至达到锂电池设定电压上限为止。采用此种结构后,充电过程较安全且可靠。作为改进,在充电过程中,电池管理单元监测燃料模块的燃料存量;在燃料存量足够时,充电完成后关闭低温燃料电池模块;若燃料存量不足时,则关闭低温燃料电池模块,并发送警告。采用此种结构后,电池管理单元实时监控燃料模块的燃料的存量,在燃料不足的情况下,可智能提醒增加燃料以使电源系统可正常运行。附图说明图1为本专利技术的复合式电源系统的立体结构示意图。图2为本专利技术的复合式电源系统去掉外壳后的立体结构示意图。图3为本专利技术的复合式电源系统内部安装结构示意图。图4为本专利技术的复合式电源系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式电源系统,其特征在于:包括相互固定在一起的至少一个锂电池模块、至少一个低温燃料电池模块及至少一个燃料模块,所述的锂电池模块、低温燃料电池模块及燃料模块均与电池管理单元电连接;所述的燃料模块与所述的低温燃料电池模块电连接;所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块电连接;所述的锂电池模块与所述的燃料模块电连接;所述的燃料模块为所述的低温燃料电池模块提供燃料,所述的低温燃料电池模块为所述的锂电池模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种复合式电源系统,其特征在于:包括相互固定在一起的至少一个锂电池模块、至少一个低温燃料电池模块及至少一个燃料模块,所述的锂电池模块、低温燃料电池模块及燃料模块均与电池管理单元电连接;所述的燃料模块与所述的低温燃料电池模块电连接;所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块电连接;所述的锂电池模块与所述的燃料模块电连接;所述的燃料模块为所述的低温燃料电池模块提供燃料,所述的低温燃料电池模块为所述的锂电池模块供电。2.根据权利要求1所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的锂电池模块设有多个,多个锂电池模块拼装在一起且相邻的两个锂电池模块相互串联或者并联。3.根据权利要求2所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的锂电池模块包括锂电池框架及锂电池,所述的锂电池设于所述的锂电池框架内,所述的锂电池的外侧设有第一散热片。4.根据权利要求3所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的第一散热片为石墨烯散热片。5.根据权利要求3所述的复合式电源系统,其特征在于:相邻的两个锂电池模块的锂电池框架之间通过凸起和凹槽的结构相互配合拼装在一起。6.根据权利要求3所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的低温燃料电池模块与所述的锂电池模块拼装在一起。7.根据权利要求6所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的低温燃料电池模块包括中空的低温燃料电池框架、正极板和负极板,所述的正极板和负极板分别密封固定在所述的低温燃料电池框架的两侧,所述的低温燃料电池框架内设有膜电极且位于所述的正极板和负极板之间;所述的低温燃料电池框架上设有与低温燃料电池模块内腔连通的进料孔。8.根据权利要求7所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的低温燃料电池框架与锂电池模块的锂电池框架之间通过凸起和凹槽的结构相互配合拼装在一起。9.根据权利要求7所述的复合式电源系统,其特征在于:所述的正极板的外侧和负极板的外侧均设有第二散热片。10.根据权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晖黄基霖刘兆平
申请(专利权)人:宁波石墨烯创新中心有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1