一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法。本发明专利技术的技术方案是：所述动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行，所述控制方法包括根据储能电池的电能量来控制燃料电池的运行模式，当所述储能电池中的电能量高于95%时，所述燃料电池进入待机/停止模式；当所述储能电池中的电能量在5~95%之间时，所述燃料电池进入恒定功率运行模式；当所述储能电池中的电能量低于90%时，所述燃料电池进入启动模式。本发明专利技术提供的方案能够延长燃料电池的使用寿命和保证燃料电池稳定性,并且能够延长储能电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法。
技术介绍
通常，燃料电池是不通过燃烧将燃料的化学能量转换为热量而是在燃料电池堆中将化学能量直接电化学地转换成电能的发电系统。这样的燃料电池可被适当地应用于对诸如便携式装置的小型电气/电子装置供应电力，也被适当应用于对工业、家庭和车辆、船舶和飞机供应电力。如果燃料电池被用于电动车仅有的适当的动力源，燃料电池为车辆的所有负载提供动力，会导致在燃料电池的效率很低的运行期间的性能下降。此外由于燃料电池的化学特性，如果仅由燃料电池根据车辆行驶时电机的功率频繁的变动燃料电池功率对燃料电池而言将是致命的伤害。在适当地需要高电压的高速运行期间，由于输出电压的快速下降而不能提供驱动电动机所需的足够电压，从而降低了加速性能。如果骤加荷载被施加到车辆，燃料电池的输出电压下降或骤然下降，并且没有足够的动力适当地供给至驱动电动机，从而降低了车辆性能(例如，由于电力由电化学反应生成，因此负载的骤然变化对燃料电池施加了很重的负荷)。另外，由于燃料电池具有单向输出特性，因此在车辆制动期间很难从驱动电动机再生能量，从而降低了车辆系统的效率。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种能够延长燃料电池的使用寿命和保证燃料电池稳定性的用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，所述动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行，所述控制方法包括根据储能电池的电能量来控制燃料电池的运行模式，当所述储能电池中的电能量高于95％时，所述燃料电池进入待机/停止模式；当所述储能电池中的电能量在5～95％之间时，所述燃料电池进入恒定功率运行模式；当所述储能电池中的电能量低于90％时，所述燃料电池进入启动模式。优选的，所述储能电池为超级电容器或锂电池或铅酸电池或者镍氢电池。优选的，所述燃料电池进入恒定功率运行模式时是在恒定最大功率下运行。优选的，所述燃料电池进入待机/停止模式时，燃料电池待机工作运行t时间后停机。优选的，所述燃料电池进入待机/停止模式时，停止所述燃料电池的动力生成。优选的，所述t的范围在10s～60s之间。本专利技术相对于现有技术具有如下优点，本专利技术的一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，通过优化燃料电池的运行模式来提高动力系统的稳定性，提高了燃料电池和储能电池的使用寿命。动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行。燃料电池的运行模式包括待机/停止模式、恒定功率运行模式和启动模式，将储能电池的电能量的90％和95％作为模式切换的界定点，将燃料电池的恒定功率运行时间尽可能延长，减少燃料电池的功率变动频率来保证燃料电池的寿命和稳定性。同时由于在大部分时间是由燃料电池直接供电给驱动电机，储能电池不参与工作，客观上也就延长了储能电池的寿命。储能电池只要在要求大功率输出时(燃料电池功率不足时)和能量回收时参与工作。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，所述动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行，所述控制方法包括根据储能电池的电能量来控制燃料电池的运行模式，当所述储能电池中的电能量高于95％时，所述燃料电池进入待机/停止模式；当所述储能电池中的电能量在5～95％之间时，所述燃料电池进入恒定功率运行模式；当所述储能电池中的电能量低于90％时，所述燃料电池进入启动模式。本专利技术的一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，通过优化燃料电池的运行模式来提高动力系统的稳定性，动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行。燃料电池的运行模式包括待机/停止模式、恒定功率运行模式和启动模式，将储能电池的电能量的90％和95％作为模式切换的界定点，将燃料电池的恒定功率运行时间尽可能延长，减少燃料电池的功率变动和启停止次数来保证燃料电池的寿命和稳定性。优选的，所述储能电池为超级电容器或锂电池或铅酸电池或者镍氢电池。储能电池能够提供瞬时大功率输出，保证动力系统能够及时满足电机动力需求，在需要大功率输出时，储能电池能够增加一部分动力输出，在需求的动力较小时，能够吸收燃料电池多出的电力，满足燃料电池在恒定功率运行的同时，系统的稳定性能够保证。同时在车辆制动的时候由储能电池进行能量回收。优选的，所述燃料电池进入恒定功率运行模式时是在恒定最大功率下运行。优选的，所述燃料电池进入待机/停止模式时，燃料电池待机工作运行t时间后停机。这样设置的好处是确定动力输出不再需要燃料电池的提供后才停机，减少燃料电池的启动和停止的次数，延长燃料电池的使用寿命。优选的，所述燃料电池进入待机/停止模式时，停止所述燃料电池的动力生成。优选的，所述t的范围在10s～60s之间。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，其特征在于：所述动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行，所述控制方法包括根据储能电池的电能量来控制燃料电池的运行模式，当所述储能电池中的电能量高于95%时，所述燃料电池进入待机/停止模式；当所述储能电池中的电能量在5~95%之间时，所述燃料电池进入恒定功率运行模式；当所述储能电池中的电能量低于90%时，所述燃料电池进入启动模式。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制基于燃料电池动力系统输出的方法，其特征在于：所述动力系统包括作为主动力源的燃料电池、辅助动力源的储能电池以及设置在燃料电池和储能电池之间的变频器，所述变频器用于将所述燃料电池设置在恒定功率运行，所述控制方法包括根据储能电池的电能量来控制燃料电池的运行模式，当所述储能电池中的电能量高于95%时，所述燃料电池进入待机/停止模式；当所述储能电池中的电能量在5~95%之间时，所述燃料电池进入恒定功率运行模式；当所述储能电池中的电能量低于90%时，所述燃料电池进入启动模式。2.根据权利要求1所述的一种用于控制燃料电池动力系统输出的方法，其特征在于：所述储能电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄灶平，
申请(专利权)人：上海钧希新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31