氢燃料电池混动系统技术方案

一种氢燃料电池混动系统，包括：氢燃料电池装置，用于产生电能；第一单向导通模块，氢燃料电池装置通过第一单向导通模块向用电负载提供电能；锂电池组，用于在氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；第二单向导通模块，锂电池组通过第二单向导通模块向用电负载提供电能；第一单向导通模块的输出端与第二单向导通模块的输出端连通。通过具有单向导通特性的第一单向导通模块及第二单向导通模块，当氢燃料电池装置满足用电负载需求时，氢燃料电池装置向用电负载供电；当氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置、锂电池组同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。

Hydrogen fuel cell hybrid system

A hybrid hydrogen fuel cell system includes a hydrogen fuel cell device for generating electric energy; a first unidirectional module, in which the hydrogen fuel cell device provides electric energy to the electric load through the first unidirectional module; and a lithium battery pack for lifting the electric load when the hydrogen fuel cell device can not meet the electric load demand. Power supply; the second one-way through module, lithium battery pack through the second one-way through module to provide electricity load; the first one-way through module output and the second one-way through module output connected. When the hydrogen fuel cell device meets the demand of electricity load, the hydrogen fuel cell device supplies power to the electricity load; when the hydrogen fuel cell device can not meet the demand of electricity load, the hydrogen fuel cell device and the lithium battery pack simultaneously supply electricity. The load is supplied to meet the transient response requirements of the power load.

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池混动系统
本专利技术涉及燃料电池控制技术，特别是涉及一种氢燃料电池混动系统。
技术介绍
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为反应原料，同时没有机械传动部件，故没有噪原料，排放出的有害气体极少。然而，燃料电池属于能量输出型电池，其动态响应很慢，无法满足用电负载的瞬态功率响应需求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种满足用电负载动态功率需求的氢燃料电池混动系统。一种氢燃料电池混动系统，用于向用电负载供电，所述氢燃料电池混动系统包括：氢燃料电池装置，用于产生电能；第一单向导通模块，所述氢燃料电池装置通过所述第一单向导通模块向用电负载提供电能；锂电池组，用于在所述氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及第二单向导通模块，所述锂电池组通过所述第二单向导通模块向用电负载提供电能；所述第一单向导通模块的输出端与所述第二单向导通模块的输出端连通。上述氢燃料电池混动系统，通过具有单向导通特性的第一单向导通模块及第二单向导通模块，当氢燃料电池装置满足用电负载需求时，氢燃料电池装置向用电负载供电；当氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置、锂电池组同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。在其中一个实施例中，所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一单向导通模块的第一正极输入端连接所述氢燃料电池装置的正极输出端，所述第一单向导通模块的第一负极输出端连接至用电负载；所述第一单向导通模块包括电阻R1、电容C1、MOS管Q1、及第一二极管控制器U1；所述第一二极管控制器U1设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；所述MOS管Q1的输入端连接所述第一正极输入端，所述MOS管Q1的输出端连接所述第一负极输出端；所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的源端连接引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的栅端连接引脚连接所述MOS管Q1的控制端，所述第一二极管控制器U1的漏端连接引脚连接所述第一负极输出端；所述MOS管Q1的输出端通过所述电容C1及所述电阻R1接地；所述第一二极管控制器U1的接地端通过所述电阻R1接地。在其中一个实施例中，所述第一单向导通模块还包括稳压管D1，所述稳压管D1的阴极连接所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚，所述稳压管D1的阳极连接所述第一二极管控制器U1的接地端；所述第一单向导通模块还包括稳压管D2，所述稳压管D2的阴极连接所述MOS管Q1的控制端，所述稳压管D2的阳极连接所述MOS管Q1的输入端。在其中一个实施例中，还包括第一常通模组；所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一负极输出端与用电负载之间连接有所述第一常通模组。在其中一个实施例中，所述第一常通模组包括第一初级驱动单元、第一后级驱动单元、及MOS管Q7；所述第一初级驱动单元对外部输入信号进行放大，所述第一后级驱动单元将所述第一初级驱动单元的输出控制信号隔离耦合至所述MOS管Q7的控制端，所述MOS管Q7对所述第一单向导通模块与用电负载间的通路进行控制。在其中一个实施例中，所述第一初级驱动单元设有第一常通控制端；所述第一初级驱动单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4、及MOS管Q8；所述电阻R3、所述电阻R4、及所述电容C3依次串联；所述第一常通控制端连接所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点，所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点还通过所述电容C4接地，所述电阻R3与所述第一后级驱动单元之间连接所述电阻R3；所述电阻R5与所述电容C3并联；所述电阻R4与所述电容C3之间的节点连接所述MOS管Q8的控制端；所述MOS管Q8的输入端连接所述第一后级驱动单元；所述第一后级驱动单元包括电容C5、二极管D5、及芯片U3；所述芯片U3设有阳极引脚、阴极引脚、电源引脚、推挽输出引脚、及接地引脚；所述芯片U3的阳极引脚、阴极引脚连接所述第一初级驱动单元；所述芯片U3的推挽输出引脚连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接所述MOS管Q7的控制端；所述MOS管Q7输入端连接所述第一单向导通模块的第一负极输出端；所述MOS管Q7输出端连接用电负载。在其中一个实施例中，还包括降压模块，所述降压模块连接所述氢燃料电池装置及所述锂电池组，所述降压模块将所述氢燃料电池装置及所述锂电池组的输出电压转换为第一直流电压，并向所述第一初级驱动单元输出。在其中一个实施例中，所述降压模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、二极管D9、二极管D10、及芯片U5；所述芯片U5设有电源输入引脚、通时设定引脚、断流设定引脚、接地引脚、内部电压输出引脚、电容输入引脚、开关输出引脚、及反馈输入引脚；所述芯片U5的电源输入引脚与所述氢燃料电池装置之间连接所述二极管D9，所述芯片U5的电源输入引脚与所述锂电池组之间连接所述二极管D10；所述芯片U5的电源输入引脚与通时设定引脚之间连接所述电阻R15；所述芯片U5的断流设定引脚通过所述电阻R16接地，所述芯片U5的接地引脚接地；所述芯片U5的内部电压输出引脚通过所述电容C12接地；所述芯片U5的电容输入引脚与开关输出引脚之间连接所述电容C13；所述芯片U5的开关输出引脚连接所述电感L1；所述电感L1的一端与地之间串联连接有所述电阻R17及所述电阻R18，所述电阻R17与所述电阻R18之间的节点连接所述芯片U5的反馈输入引脚。在其中一个实施例中，还包括升压隔离模块，所述升压隔离模块连接所述MOS管Q7的输出端，所述升压隔离模块还连接所述降压模块的输出端；所述升压隔离模块通过对所述降压模块的输出电压进行耦合，在输出端输出与所述降压模块隔离的输出电压。在其中一个实施例中，还包括充电调节模块，所述充电调节模块将所述氢燃料电池装置的输出电压调整为适应所述锂电池组的电压并向所述锂电池组输出。附图说明图1为本专利技术的一较佳实施例的氢燃料电池混动系统的结构图；图2A为图1所示的第一单向导通模块的电路图；图2B为图1所示的第二单向导通模块的电路图；图3为另一实施例的氢燃料电池混动系统的结构图；图4A为图3所示的第一常通模组的电路图；图4B为图3所示的第二常通模组的电路图；图5为图3所示的降压模块及升降压隔离模块的电路图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1至图2B，为本专利技术一较佳实施方式的氢燃料电池混动系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池混动系统，用于向用电负载供电，其特征在于，所述氢燃料电池混动系统包括：氢燃料电池装置，用于产生电能；第一单向导通模块，所述氢燃料电池装置通过所述第一单向导通模块向用电负载提供电能；锂电池组，用于在所述氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及第二单向导通模块，所述锂电池组通过所述第二单向导通模块向用电负载提供电能；所述第一单向导通模块的输出端与所述第二单向导通模块的输出端连通。

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池混动系统，用于向用电负载供电，其特征在于，所述氢燃料电池混动系统包括：氢燃料电池装置，用于产生电能；第一单向导通模块，所述氢燃料电池装置通过所述第一单向导通模块向用电负载提供电能；锂电池组，用于在所述氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及第二单向导通模块，所述锂电池组通过所述第二单向导通模块向用电负载提供电能；所述第一单向导通模块的输出端与所述第二单向导通模块的输出端连通。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一单向导通模块的第一正极输入端连接所述氢燃料电池装置的正极输出端，所述第一单向导通模块的第一负极输出端连接至用电负载；所述第一单向导通模块包括电阻R1、电容C1、MOS管Q1、及第一二极管控制器U1；所述第一二极管控制器U1设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；所述MOS管Q1的输入端连接所述第一正极输入端，所述MOS管Q1的输出端连接所述第一负极输出端；所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的源端连接引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的栅端连接引脚连接所述MOS管Q1的控制端，所述第一二极管控制器U1的漏端连接引脚连接所述第一负极输出端；所述MOS管Q1的输出端通过所述电容C1及所述电阻R1接地；所述第一二极管控制器U1的接地端通过所述电阻R1接地。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一单向导通模块还包括稳压管D1，所述稳压管D1的阴极连接所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚，所述稳压管D1的阳极连接所述第一二极管控制器U1的接地端；所述第一单向导通模块还包括稳压管D2，所述稳压管D2的阴极连接所述MOS管Q1的控制端，所述稳压管D2的阳极连接所述MOS管Q1的输入端。4.根据权利要求1所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，还包括第一常通模组；所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一负极输出端与用电负载之间连接有所述第一常通模组。5.根据权利要求4所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一常通模组包括第一初级驱动单元、第一后级驱动单元、及MOS管Q7；所述第一初级驱动单元对外部输入信号进行放大，所述第一后级驱动单元将所述第一初级驱动单元的输出控制信号隔离耦合至所述MOS管Q7的控制端，所述MOS管Q7对所述第一单向导通模块与用电负载间的通路进行控制。6.根据权利要求5所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一初级驱动单元设有第一常通控制端；所述第一初级驱动单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4、及MO...

【专利技术属性】
技术研发人员：马跃东，廖成辉，吴宗春，徐伟强，
申请(专利权)人：东莞众创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44