燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置。该燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。本申请实施例的技术方案可以实现对斩波电路的有效保护，提高燃料电池系统的稳定性。

Output circuit of fuel cell and its control method and device

The embodiment of the application provides a fuel cell output circuit, a control method and a control device thereof. The fuel cell output circuit includes a fuel cell and at least one chopper module connected in series with the fuel cell. The chopper module includes a chopper circuit and a control circuit for controlling transistors in the chopper circuit. The control method of the fuel cell output circuit includes: detecting the input voltage, output voltage, input current and output of the chopper circuit Current; determining the duty cycle of the control signal of the transistor based on the input voltage, the output voltage, the input current and the output current; inputting the control signal to the transistor based on the determined duty cycle to control the output voltage and the output current of the chopper circuit. The technical scheme of the embodiment of the application can effectively protect the chopper circuit and improve the stability of the fuel cell system.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置
本申请涉及燃料电池
，具体而言，涉及一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置。
技术介绍
氢能燃料电池是通过控制氢量和空气量实现动态性能稳定输出的，它的能量转换也受到膜电极材料的限制，需要多次叠加，大功率的燃料电池一般质量重、体积大，故给大功率负载供电时一般会通过斩波实现电能质量的变换，但是由于斩波电路也是动态平衡的，当有多级斩波电路的输出振荡叠加时，很有可能导致系统崩溃。因此，如何能够实现对斩波电路的有效保护成为亟待解决的技术问题。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置，进而至少在一定程度上可以实现对斩波电路的有效保护，提高燃料电池系统的稳定性。本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。根据本申请实施例的第一方面，提供了一种燃料电池输出电路的控制方法，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比，包括：基于所述输入电压和所述输出电压，以及所述输入电流和所述输出电流，通过比例积分微分PID算法生成比例调节系数；基于所述比例调节系数，确定所述晶体管的控制信号的占空比。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入电压大于额定输入电压值的k1倍，则将输入过压标志位的值设置为第一值；若检测到所述输出电压大于额定输出电压值的k2倍，则将输出过压标志位的值设置为第一值；若检测到所述输入电流大于额定输入电流值的k3倍，则将输入过流标志位的值设置为第一值；若检测到所述输出电流大于额定输出电流值的k4倍，则将输出过流标志位的值设置为第一值；若检测到所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值大于温度阈值，则将过热标志位的值设置为第一值。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，在启动中断程序的情况下，确定以下条件是否满足：所述输入电压是否大于额定输入电压值的k1倍、所述输出电压是否大于额定输出电压值的k2倍、所述输入电流是否大于额定输入电流值的k3倍、所述输出电流是否大于额定输出电流值的k4倍、所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值是否大于温度阈值。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入过压标志位的值为第一值，则在经过第一预定时长后将所述输入过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输出过压标志位的值为第一值，则在经过第二预定时长后将所述输出过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输入过流标志位的值为第一值，则在经过第三预定时长后将所述输入过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输出过流标志位的值为第一值，则在经过第四预定时长后将所述输出过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述过热标志位的值为第一值，则在经过第五预定时长后将所述过热标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入过压标志位的值为第二值，则将输入过压状态位使能；若检测到所述输出过压标志位的值为第二值，则将输出过压状态位使能；若检测到所述输入过流标志位的值为第二值，则将输入过流状态位使能；若检测到所述输出过流标志位的值为第二值，则将输出过流状态位使能；若检测到所述过热标志位的值为第二值，则将过热状态位使能。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述燃料电池输出电路包括多个所述斩波模块，多个所述斩波模块串联连接后与所述燃料电池串联。根据本申请实施例的第二方面，提供了一种燃料电池输出电路的控制装置，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制装置包括：检测单元，用于检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；确定单元，用于基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；控制单元，用于根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。根据本申请实施例的第三方面，提供了一种燃料电池输出电路，包括：燃料电池；以及与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述控制电路用于执行如上述实施例中所述的燃料电池输出电路的控制方法。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述燃料电池包括氢能燃料电池。根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的燃料电池输出电路的控制方法。本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，通过检测斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流，基于该输入电压、该输出电压、该输入电流和该输出电流，确定斩波电路中的晶体管的控制信号的占空比，根据确定的占空比向晶体管输入控制信号，以控制斩波电路的输出电压和输出电流，使得能够采用限压限流的双闭环控制策略来实现对斩波电路的有效保护，进而能够提高燃料电池系统的稳定性。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了根据本申请的一个实施例的燃料电池输出电路的控制方法的流程图；图2示出了根据本申请的一个实施例的BOOST斩波电路的结构图；图3示出了根据本申请的一个实施例的单级限压限流双闭环BOOST斩波电路的结构图；图4示出了根据本申请的一个实施例的多级限压限流双闭环BOOST斩波电路图；...

【技术保护点】
1.一种燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：/n检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；/n基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；/n根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：
检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；
基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；
根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。


2.根据权利要求1所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比，包括：
基于所述输入电压和所述输出电压，以及所述输入电流和所述输出电流，通过比例积分微分PID算法生成比例调节系数；
基于所述比例调节系数，确定所述晶体管的控制信号的占空比。


3.根据权利要求1所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述输入电压大于额定输入电压值的k1倍，则将输入过压标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输出电压大于额定输出电压值的k2倍，则将输出过压标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输入电流大于额定输入电流值的k3倍，则将输入过流标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输出电流大于额定输出电流值的k4倍，则将输出过流标志位的值设置为第一值；
若检测到所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值大于温度阈值，则将过热标志位的值设置为第一值。


4.根据权利要求3所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，在启动中断程序的情况下，确定以下条件是否满足：
所述输入电压是否大于额定输入电压值的k1倍、所述输出电压是否大于额定输出电压值的k2倍、所述输入电流是否大于额定输入电流值的k3倍、所述输出电流是否大于额定输出电流值的k4倍、所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值是否大于温度阈值。


5.根据权利要求3所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述输入过压标志位的值为第一值，则在经过第一预定时长后将所述输入过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；
若检测到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖彪，王重，万今明，刘智亮，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44