一种复合燃料电池电源系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种复合燃料电池电源系统及控制方法，系统包括：燃料电池模块，包括多个并联的燃料电池堆；功率储能模块；数据采集模块，分别与功率储能模块和汽车内的负载连接；复合电源控制器，分别与燃料电池模块、功率储能模块和数据采集模块连接；方法包括：采集汽车内部的电量数据，根据采集的电量数据判断汽车当前状态，若是驱动状态则确定负载需求功率和功率储能模块的当前储能量后，自适应控制燃料电池模块和功率纯模块的启动；若是制动状态则确定功率储能模块的当前储能量后，自适应控制汽车的制动过程。与现有技术相比，本发明专利技术具有一致性好、制造成本低、冷启动迅速、寿命长以及可靠性强等优点。

A composite fuel cell power supply system and control method

The invention relates to a hybrid fuel cell power supply system and a control method. The system includes a fuel cell module, including a number of parallel fuel cell heaps, a power storage module, a data acquisition module, a power storage module and a load connection in a car, a composite power controller, and a fuel cell module, respectively. The power storage module and the data acquisition module are connected. The method includes collecting the electric quantity data inside the car, judging the current state of the car according to the collected electricity data. If the driving state determines the current energy of the load demand power and the power storage module, it adaptively controls the fuel cell module and the power pure module. Start up; if the braking state determines the current energy storage of the power storage module, it adaptively controls the braking process of the vehicle. Compared with the prior art, the invention has the advantages of good consistency, low manufacturing cost, fast cold start, long service life and strong reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种复合燃料电池电源系统及控制方法
本专利技术涉及大功率燃料电池汽车领域，尤其是涉及一种复合燃料电池电源系统及控制方法。
技术介绍
近几年随着燃料电池技术的成熟和成本的降低，燃料电池汽车有了迅速的发展。车用燃料电池电源系统是燃料电池汽车发展的关键技术，对于大功率燃料电池汽车的电源系统而言，能够对车辆的需求功率做出迅速反应，实时高效的满足车辆需求功率非常重要。因此设计出一款高效、可靠、寿命长而又经济的车用燃料电池电源系统非常重要。目前大功率燃料电池汽车电源系统一般采用复合燃料电池电源系统，即采用燃料电池结合蓄电池、超级电容甚至飞轮等储能设备组成混合电源系统。专利CN106564398A和专利CN105966255A虽然给出了车用燃料电池系统的实现方法，但燃料电池电源模块都是多MEA串联构成的单堆结构，车辆大功率需求导致不得不增大双极板和膜电极(MEA)面积，带来以下问题：1、一致性难以保证。双极板、MEA面积的增大，导致空气分配、热分配、水分配、电流分配不均，降低燃料电池堆的性能。2、加工制造困难。增加了双极板、MEA制造难度，同时带来电堆难以密封、电堆集成测试困难的问题。3、冷启动困本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述系统包括：燃料电池模块，包括多个并联的燃料电池堆，用于为汽车提供主要动力源；功率储能模块，用于为汽车提供顶峰功率；数据采集模块，分别与功率储能模块和汽车内的负载连接，用于采集汽车内部的相关电量数据；复合电源控制器，分别与燃料电池模块、功率储能模块和数据采集模块连接，用于根据数据采集模块采集的相关电量数据，控制燃料电池模块和功率储能模块的启动与关闭，控制所述燃料电池模块进行启动时，各个并联的燃料电池堆采用轮流启动的方式启动。

【技术特征摘要】
1.一种复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述系统包括：燃料电池模块，包括多个并联的燃料电池堆，用于为汽车提供主要动力源；功率储能模块，用于为汽车提供顶峰功率；数据采集模块，分别与功率储能模块和汽车内的负载连接，用于采集汽车内部的相关电量数据；复合电源控制器，分别与燃料电池模块、功率储能模块和数据采集模块连接，用于根据数据采集模块采集的相关电量数据，控制燃料电池模块和功率储能模块的启动与关闭，控制所述燃料电池模块进行启动时，各个并联的燃料电池堆采用轮流启动的方式启动。2.根据权利要求1所述的复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述燃料电池模块还包括多个第一DC/DC变换器，每个所述第一DC/DC变换器分别与燃料电池堆、汽车内的负载和复合电源控制器连接，所述第一DC/DC变换器的数量与燃料电池对的数量相匹配。3.根据权利要求1所述的复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述功率储能模块包括功率储能元件和第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器分别与功率储能元件、汽车内的负载和复合电源控制器连接。4.根据权利要求3所述的复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述功率储能元件包括功率型电池或超级电容。5.根据权利要求1所述的复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述数据采集模块包括负载电流采集电路、负载电压采集电路和功率储能模块电压采集电路，所述负载电流采集电路与汽车内的负载串联后，与复合电源控制器连接；所述负载电压采集电路与负载并联后，与复合电源控制器连接；所述功率储能模块电压采集电路与功率储能模块并联后，与复合电源控制器连接。6.根据权利要求1所述的复合燃料电池电源系统，其特征在于，所述轮流启动的方式具体为：取燃料电池模块的当前启动次数与燃料电池模块内燃料电池堆的数量相除结果的余数，首先启动与所述余数编号相同的燃料电池堆，再根据负载需求功率相应开启后续的燃料电池堆。7.一种复合燃料电池电源系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：s1)采集汽车内部的电量数据，根据采集的电量数据判断汽车当前状态，若是驱动状态则进入步骤s2)，若是制动状态则进入步骤s3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学哲，戴海峰，杜润本，王学远，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31