能量调节方法技术

技术编号:8564615 阅读:195 留言:0更新日期:2013-04-11 06:49
一种能量调节方法,用以调节燃料电池组的电力,其采用2级转换技术,处理大范围的输入电压,并提供可控电压、电流、功率,并且可自动跟随负载的一需求功率,并具有故障诊断及故障警示功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,特别是涉及一种燃料电池的。
技术介绍
随着不可再生能源的不断减少,推动新能源的快速发展已经成为当务之急。燃料电池为一种新能源,其具有清洁环保,节能高效的优点,因此,在能源缺乏的难题下,提供了一个非常好的解决方案。燃料电池的变换效率高,对环境的污染几乎为零,并且体积小,可以在任何时候和地方方便地使用。然而,燃料电池却无法持续输出固定的电压。一般而言,当燃料电池的输出电流越大时,其输出电压也就越低,因而造成燃料电池的输出电压的范围过宽,远远超出各电器设备的正常工作电压范围。再者,燃料电池的动态回应能力差。受化学变化的影响,燃料电池自身存在着严重的时滞问题。当负载启停频繁或是暂态载入等情况下,如果燃料供给的情况不能输出满足负载所需求的功率时,燃料电池就会处于超载状况,而造成燃料电池性能的明显衰减。因此,燃料电池必须搭备一功率转换器,用以调节、控制和管理燃料电池的能量输出。为满足燃料电池的应用,功率转换器的研究已成为了一项重要课题。电力转换是使用燃料电池发电的一个重要环节,其直接关系到整个电源系统的电能质量、安全和可靠性等因素。然而,目前大部分的功率转换器是采用开关元件,用以切换燃料电池的输出电能,使其供电予负载,并无单独适用于燃料电池输出特性的能量调节设备。再者,目前现有的功率转换器的输入范围窄,只能接收一小范围的输入电压,而无法配合燃料电池的大范围输出电压。另外,现有的功率转换器的输出电压固定、转换效率低、准确率低、稳定性差,无法准确且快速的控制燃料电池的输出。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种,用以调节一燃料电池组的输出能量。本专利技术的可接收大范围的输入电压,并可输出可控的电力(电流、电压、功率),并具有闻效节能及闻可罪度的优点。为达到上述目的,本专利技术提供一种,用以控制一燃料电池组的输出能量。燃料电池组与一二次电池组的至少一者供应能量予一负载。本专利技术的包括,利用一升压调节模块,调升该燃料电池组的电压,用以产生一第一调节电压,其中该升压调节模块是根据一第一控制信号,调升该燃料电池组的电压;利用一降压调节模块,调降该第一调节电压,用以产生一第二调节电压予该负载,其中该降压调节模块是根据一第二控制信号,调降该第一调节电压;检测该燃料电池组、该升压调节模块、该降压调节模块及该负载的至少一者,用以产生一检测结果;以及根据该检测结果,产生该第一及第二控制信号。为使本专利技术的特征和优点能更明显易懂,下文特举出较佳实施例,并结合附图详细说明如下。附图说明图1A为本专利技术的的一可能实施例。图1B为能量调节器的一可能实施例。图2为升压调节模块的一可能实施例。图3为降压调节模块的一可能实施例。图4为控制模块的一可能实施例图5为驱动电路的一可能实施例。图6 9为不同控制模式的可能实施例。具体实施例方式图1A为本专利技术的的示意图。本专利技术的用以控制一燃料电池组的输出能量。燃料电池组与一二次电池组的至少一者供应能量予一负载。在一可能实施例中,是由燃料电池组单独供应能量予负载。在另一实施例中,是由燃料电池组与二次电池组共同供应能量予负载。在其它实施例中,燃料电池组不仅供应能量予负载,燃料电池组亦可供应能量予二次电池组,用以充电二次电池组。首先,利用一升压调节模块,调升燃料电池组的电压,用以产生一第一调节电压(步骤S110)。在一可能实施例中,升压调节模块根据一第一控制信号,调升燃料电池组的电压。本专利技术并不限定升压调节模块的电路结构。只要能够调升燃料电池组的电压的电路,均可作为升压调节模块。另外,在其它可能实施例中,燃料电池组的电压是逐渐被调升。利用一降压调节模块,调降第一调节电压,用以产生一第二调节电压予负载(步骤S130)。在一可能实施例中,降压调节模块根据一第二控制信号,调降第一调节电压。同样,本专利技术并不限定降压调节模块的电路结构。只要能够调降第一调节电压的电路,均可作为降压调节模块。另外,在其它实施例中,第一调节电压是逐渐被调降。检测燃料电池组、升压调节模块、降压调节模块及负载的至少一者,用以产生一检测结果(步骤S150)。在一可能实施例中,可对燃料电池组、升压调节模块、降压调节模块及负载的至少一者进行电压、电流和/或温度检测。另外,藉由电压及电流检测结果,便可推出相对应装置的功率状态。根据检测结果,产生第一及第二控制信号(步骤S170)。在本实施例中,步骤SllO及S130的调升及调降幅度与燃料电池组、升压调节模块、降压调节模块及负载的至少一者的状态有关。以燃料电池组为例,燃料电池组的电压、电流将会影响负载所接收到的电压、电流。在一可能实施例中,藉由步骤S150的检测结果,可得知降压调节模块的输出电流及负载的电流。当降压调节模块的电流小于负载的电流时,藉由相对应的第一及第二控制信号,可令燃料电流组及二次电池组共同提供能量予负载。当降压调节模块的电流等于负载的电流时,令燃料电流组单独提供能量予负载,并且二次电池组处于不充电也不放电状态。当降压调节模块的电流大于负载的电流时,令燃料电流组提供能量予负载,并对二次电池组充电。在另一可能实施例中,可利用一控制器区域网络(CAN)接口,接收一设定信号。在本实施例中,第一及第二控制信号除了与检测结果有关,还与设定信号有关,因此,提供了可控电压、可控电流及可控功率的目的。举例而言,在一可能实施例中,可将一设定信号与一实际电位值作比较,再根据比较结果,产生第一及第二控制信号,使得降压调节模块的电压、电流或功率等于设定信号。假设,设定信号为一用户指令电压、一用户指令电流或是一用户指令功率时,则藉由上述步骤,便可令降压调节模块的电压、电流或功率等于用户指令电压、电流或功率。在其它实施例中,根据该设定信号,令降压调节模块的功率等于该负载的一需求功率,其中该二次电池组处于不充电也不放电状态。举例而言,当设定信号为一负载功率跟随信号时,便检测负载的一需求功率,并根据检测结果,产生相对应的第一及第二控制信号,使得降压调节模块的输出功率等于负载的需求功率。本专利技术除了提供可控电压、电流及功率外,还具有故障诊断及故障警示功能。在一可能实施例中,根据步骤S150所得到的检测结果,便可判断是否发生一异常现象。举例而言,异常现象为欠压、过压、过流、过温或是元件异常。当发生异常现象时,便发出一警示讯息,并自动进行保护功能。本专利技术并不限定警示讯息的种类。在一可能实施例中,可利用一显示器或是一蜂鸣器,发出警示讯息。由于本专利技术的是采用2级转换技术,故可接收并处理燃料电池组的大范围输出电压。另外,通过一设定信号,便可输出可控的电压、电流及功率。再者,藉由自动检测负载的一需求功率,进而达到自动跟随负载功率变化的功能。藉由检测结果,便可得知是否发生异常。在异常现象发生时,提供故障诊断和/或故障警示的功能,进而提高安全性。以下的图1B 图9为实现上述所有功能(如调升、调降、检测、控制功能)的可能实施方式,但并非用以限制本专利技术。在其它实施例中,可利用其它不同的电路架构,完成上述功能。图1B为一能量调节器的一可能实施例。如图所示,能量调节器100耦接于一燃料电池组110以及一二次电池组130之间,用以分配燃料电池组110以及二次电池组130的能量。负载150并联二次电池组130。在本实施例中,能量调节器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量调节方法,用以控制一燃料电池组的输出能量。该燃料电池组与一二次电池组的至少一者供应能量予一负载,该能量调节方法包括:利用一升压调节模块,调升该燃料电池组的电压,用以产生一第一调节电压,其中该升压调节模块根据一第一控制信号,调升该燃料电池组的电压;利用一降压调节模块,调降该第一调节电压,用以产生一第二调节电压予该负载,其中该降压调节模块根据一第二控制信号,调降该第一调节电压;检测该燃料电池组、该升压调节模块、该降压调节模块及该负载的至少一者,用以产生一检测结果;以及根据该检测结果,产生该第一及第二控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种能量调节方法,用以控制一燃料电池组的输出能量。该燃料电池组与一二次电池组的至少一者供应能量予一负载,该能量调节方法包括利用一升压调节模块,调升该燃料电池组的电压,用以产生一第一调节电压,其中该升压调节模块根据一第一控制信号,调升该燃料电池组的电压;利用一降压调节模块,调降该第一调节电压,用以产生一第二调节电压予该负载,其中该降压调节模块根据一第二控制信号,调降该第一调节电压;检测该燃料电池组、该升压调节模块、该降压调节模块及该负载的至少一者,用以产生一检测结果;以及根据该检测结果,产生该第一及第二控制信号。2.如权利要求1所述的能量调节方法,其中该检测步骤包括检测该燃料电池组的电压及电流;检测该降压调节模块的电压及电流;检测该负载的电流;以及检测该升压调节模块及该降压调节模块的温度。3.如权利要求1所述的能量调节方法,其中当该降压调节模块的电流小于该负载的电流时,该燃料电流组及该二次电池组共同提供能量予该负载;当该降压调节模块的电流等于该负载的电流时,该燃料电流组单独提供能量予该负载,并且该二次电池组处于不充电也不...

【专利技术属性】
技术研发人员:全书海黄亮张锐明全睿全琎熊荧陈启宏谢长君曾程陈搏
申请(专利权)人:中兴电工机械股份有限公司武汉海新能电气有限公司
类型:发明
国别省市:

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