燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括：燃料电池模块；电压选择模块，其具有第一输出端和第二输出端，用于在燃料电池模块的输出电压低于预定电压时切换至第一输出端，否则切换至第二输出端；DC‑DC升稳压模块，与第一输出端相连，用于在输出电压低于预定电压时对输出电压进行升压，以为负载供电；DC‑DC超压调制模块，DC‑DC超压调制模块的一端与第二输出端相连并且另一端与DC‑DC升稳压模块相连，用于在输出电压高于预定电压时对输出电压降压至预定电压以下，并输出给DC‑DC升稳压模块。本实用新型专利技术可以增加输出电压适应的宽度，从而提高了整个燃料电池的供电稳定性。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本技术涉及金属燃料电池的开发应用
，特别涉及一种燃料电池系统。
技术介绍
基于金属燃料电池电压不稳定的原因，燃料电池的供电通常使用DC/DC变换器调节。DC/DC变换器将燃料电池的直流电压作为输入，然后将它转化为固定、稳定的直流电压输出，供给负载。目前主要有三种DC/DC变换器：升压变换器、降压变换器和同时具有升压和降压两种功能的变换器。在升压变换器中，燃料电池提供的输入电压将提升为更高的电压稳定输出；在降压变换器中，燃料电池提供的输入电压将减小为更低的电压稳定输出；同时具有升压和降压两种功能的变换器，转换效率低，经济成本比单种升压或降压变换器的经济成本两倍以上。在商业应用时，金属燃料电池的DC/DC变换较多采用升压变换器，因为升压变换器的匹配的电池通常要比降压变换器的电池串联数量要少，电池结构的体积也要小，经济成本也要低。但是大部分升压变换器的输入电压比较窄，这很难应对一些电压变化范围较大的金属燃料电池进行DC-DC变换稳压，从而对整个电池供电系统的供电稳定性造成不好的影响。同时，还缺乏对燃料电池运行的智能监测管理，导致了燃料电池的使用不合理，造成了燃料电池浪费等问题。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的目的在于提出一种燃料电池系统。该燃料电池系统可以增加输出电压适应的宽度，从而提高了整个燃料电池的供电稳定性。为了实现上述目的，本技术公开了一种燃料电池系统，包括：燃料电池模块；电压选择模块，所述电压选择模块具有第一输出端和第二输出端，用于在所述燃料电池模块的输出电压低于预定电压时切换至所述第一输出端，否则切换至所述第二输出端；DC-DC升稳压模块，所述DC-DC升稳压模块与所述第一输出端相连，用于在所述输出电压低于预定电压时对所述输出电压进行升压，以为负载供电；DC-DC超压调制模块，所述DC-DC超压调制模块的一端与所述第二输出端相连并且另一端与所述DC-DC升稳压模块相连，用于在所述输出电压高于预定电压时对所述输出电压降压至所述预定电压以下，并输出给所述DC-DC升稳压模块。根据本技术的燃料电池系统，通过DC-DC超压调制模块，可以在燃料电池模块输出电压变化增大时，对输出电压进行降压调制，将满足预定电压关系后的电压通过DC-DC升稳压模块进行升压，将稳定的电压供给负载，这样可以增加输出电压适应的宽度，提高整个燃料电池的供电稳定性。另外，根据本技术上述实施例的燃料电池系统还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述预定电压为所述DC-DC升稳压模块接收的电压承受上限。进一步地，还包括：燃料监测管理模块，所述燃料监测管理模块与所述燃料电池模块相连，用于对所述燃料电池模块进行监测，以判断所述燃料电池模块是否达到更换燃料或者电解液的条件。进一步地，当所述燃料电池模块达到更换燃料或者电解液的条件时，所述燃料监测管理模块进行报警。进一步地，所述电压选择模块包括：判断模块，用于判断所述燃料电池模块的输出电压是否低于所述预定电压；切换模块，用于在所述判断模块判断出所述燃料电池模块的输出电压低于所述预定电压，切换至所述第一输出端，否则切换至所述第二输出端。进一步地，所述DC-DC超压调制模块包括：吸收电阻和/或调压电路，其中，所述吸收电阻和/或所述调压电路对所述输出电压进行降压调制。进一步地，所述DC-DC升稳压模块为SY7066型DC-DC变换进行电路。进一步地，所述燃料监测管理模块由STM8S903K型集成电路实现，或者，所述燃料监测管理模块由ATMEGA8L型集成电路实现。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术一个实施例的燃料电池系统的结构图；图2是根据本技术一个实施例的燃料电池系统的关系结构图；以及图3是根据本技术一个实施例的燃料电池系统的控制方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。以下结合附图描述根据本技术实施例的燃料电池系统及燃料电池系统的控制方法。图1是根据本技术一个实施例的燃料电池系统的结构图。如图1所示，根据本技术一个实施例的燃料电池系统100，包括：燃料电池模块110、电压选择模块120、DC-DC升稳压模块130和DC-DC超压调制模块140。其中，电压选择模块120具有第一输出端121和第二输出端122，用于在燃料电池模块110的输出电压低于预定电压时切换至第一输出端121，否则切换至第二输出端122。DC-DC升稳压模块130与第一输出端121相连，用于在输出电压低于预定电压时对输出电压进行升压，以为负载200供电，举例来说，DC-DC升稳压模块130可以将燃料电池模块110的直流输入电压转化为固定、稳定的5.1V直流电压供给负载200。DC-DC超压调制模块140的一端与第二输出端122相连并且另一端与DC-DC升稳压模块130相连，用于在输出电压高于预定电压时对输出电压降压至预定电压以下，并输出给DC-DC升稳压模块130，例如，当燃料电池模块110输出的电压高于预定电压时，DC-DC超压调制模块140可以对其进行降压处理，再输出给DC-DC升稳压模块130进行5.1V稳压。其中，为了保障燃料电池系统100的供电稳定性，燃料电池模块110需要根据DC-DC升稳压模块130最佳的能效转换率进行设计，可以包括一个或者多个单体电池串联而成，确保燃料电池模块110最佳的经济能效利用率。根据本技术的燃料电池系统100，通过DC-DC超压调制模块，可以在燃料电池模块输出电压变化增大时，对输出电压进行降压调制，将满足预定电压关系后的电压通过DC-DC升稳压模块进行升压，将稳定的电压供给负载，这样可以增加输出电压适应的宽度，提高整个燃料电池的供电稳定性。进一步地，预定电压为DC-DC升稳压模块130接收的电压承受上限。如图2所示，为了可以对燃料电池模块110的使用情况和运行情况进行监测，燃料电池系统100还包括：燃料监测管理模块150，燃料监测管理模块150与燃料电池模块110相连，用于对燃料电池模块110进行监测，以判断燃料电池模块110是否达到更换燃料或者电解液的条件。进一步地，当燃料电池模块110达到更换燃料或者电解液的条件时，燃料监测管理模块150进行报警。具体而言，燃料监测管理模块150由STM8S903K型集成电路实现，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：/n燃料电池模块；/n电压选择模块，所述电压选择模块具有第一输出端和第二输出端，用于在所述燃料电池模块的输出电压低于预定电压时切换至所述第一输出端，否则切换至所述第二输出端；/nDC-DC升稳压模块，所述DC-DC升稳压模块与所述第一输出端相连，用于在所述输出电压低于预定电压时对所述输出电压进行升压，以为负载供电；/nDC-DC超压调制模块，所述DC-DC超压调制模块的一端与所述第二输出端相连并且另一端与所述DC-DC升稳压模块相连，用于在所述输出电压高于预定电压时对所述输出电压降压至所述预定电压以下，并输出给所述DC-DC升稳压模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：
燃料电池模块；
电压选择模块，所述电压选择模块具有第一输出端和第二输出端，用于在所述燃料电池模块的输出电压低于预定电压时切换至所述第一输出端，否则切换至所述第二输出端；
DC-DC升稳压模块，所述DC-DC升稳压模块与所述第一输出端相连，用于在所述输出电压低于预定电压时对所述输出电压进行升压，以为负载供电；
DC-DC超压调制模块，所述DC-DC超压调制模块的一端与所述第二输出端相连并且另一端与所述DC-DC升稳压模块相连，用于在所述输出电压高于预定电压时对所述输出电压降压至所述预定电压以下，并输出给所述DC-DC升稳压模块。


2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述预定电压为所述DC-DC升稳压模块接收的电压承受上限。


3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：
燃料监测管理模块，所述燃料监测管理模块与所述燃料电池模块相连，用于对所述燃料电池模块进行监测，以判断所述燃料电池模块是否达到更换燃料或者电解液的条件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：田大洲，田程，黄诗冰，汪云华，张战胜，胡广来，
申请(专利权)人：云南创能斐源金属燃料电池有限公司，
类型：新型
国别省市：云南;53