一种复合电源供应系统、控制单元及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种复合电源供应系统、控制单元及控制方法，其中，供应系统包括：高温甲醇燃料电池，与储能电池并联输出供电；换热系统，与燃料电池相连，用于将燃料电池产生的热量进行换热；控制单元，与换热系统相连，用于根据热电供应需求将燃料电池的电能和/或热能进行联合供应。通过本发明专利技术的供应系统、控制单元及热电联供控制方法，可以提供一种环保、经济、绿色的热电联合供应方式。的热电联合供应方式。的热电联合供应方式。

【技术实现步骤摘要】
一种复合电源供应系统、控制单元及控制方法


[0001]本专利技术涉及复合电源应用领域，尤其涉及一种复合电源供应系统、控制单元及控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的开放，复合新能源，比如燃料电池，储能电池，由于其能效转换率高、零排放、选择多样化、运行平稳、低噪声等优势具有非常大的应用场景。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种复合电源供应系统、控制单元及控制方法。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种复合电源供应系统，包括：
[0006]高温甲醇燃料电池，与储能电池并联输出供电；
[0007]换热系统，与所述高温甲醇燃料电池相连，用于将所述燃料电池产生的热量进行换热；
[0008]控制单元，与所述换热系统相连，用于根据热电供应需求将所述燃料电池的电能和/或热能进行联合供应。
[0009]可选的，所述换热系统包括：第一循环装置、换热装置，第二循环装置；
[0010]其中，所述第一循环装置，与所述燃料电池串联，用于通过第一换热冷却介质对所述燃料电池进行散热循环；
[0011]所述换热装置，与所述第一循环装置和所述第二循环装置相连，用于对所述第一循环装置的第一换热冷却介质和所述第二循环装置的第二冷却介质进行换热；
[0012]所述第二循环装置，与所述换热单元相连，用于将所述燃料电池产生的热量通过所述第一循环装置和所述第二循环装置进行换热；比如通过所述第二冷却介质对所述第一循环装置的所述第一换热冷却介质进行冷却循环以达到换热目的。
[0013]可选的，所述换热装置可以包括板式换热器、管壳式换热器、风冷换热器等；第一循环装置可以包括换热冷却介质调节器、冷却液泵等；第二循环装置可以包括冷却液箱，水箱等，还可以包括第二循环装置对应的水泵等控制器。
[0014]可选的，所述系统还包括：温度检测单元及对流散热单元；
[0015]所述控制单元进一步与所述温度检测单元及对流散热单元相连，进行散热控制：当检测到所述第二循环装置的温度大于预设值时，启动所述对流散热单元对所述第二循环装置强制对流散热；和/或当检测到所述燃料电池系统的出入口温度差大于预设值时，控制所述第一循环装置的第一换热冷却介质流量进行出入口温度调节；和/或当检测到所述第一换热冷却介质的入口温度大于设定值时，通过所述第二循环装置对应的控制装置对所述第二冷却介质的流量/转速进行入口温度调节。
[0016]可选的，所述换热器可包括四个端口，其中两个端口与所述温度检测单元和所述
第一循环装置相连，构成所述散热循环；其余两个端口与所述对流散热单元及所述第二循环装置相连，构成所述冷却循环；和/或
[0017]所述第一换热冷却介质和/或第二冷却介质包括导热油、水、乙二醇、水溶液。
[0018]可选的，所述对流散热单元一体化设置在与所述燃料电池串联的散热器上；或者所述对流散热单元单独设置，对复合能源供应系统强制对流散热。
[0019]可选的，所述控制单元包括：
[0020]接收子单元，用于接收热电需求供应的信号；
[0021]控制子单元，用于根据接收的信号判断热电供应需求，控制高温甲醇燃料电池的电能和/或热能进行联合供应,具体包括：判断子单元，用于根据热电需求类型进行对外供电、供热或热电联供，以及根据热电需求判断系统能否满足供应需求；执行子单元，用于在热电联供时，根据需求热能与最大输出热能的判断情况，执行热能输出或将高温甲醇燃料电池的电能转换为热能输出；
[0022]发送子单元，用于发送对应的控制信号。
[0023]可选的，所述第二循环装置包括冷却液箱，水箱，所述系统还包括：
[0024]气体冷凝装置，与所述高温甲醇燃料电池及所述冷却液箱/水箱相连，将所述燃料电池的尾气进行换热，换热后的降温水通过管路进入所述冷却液箱/水箱。
[0025]可选的，本专利技术系统还包括：
[0026]换热泵，与所述燃料电池相连，用于对所述高温甲醇燃料电池的热量进行制冷，提供需求侧制冷；和/或
[0027]过滤器，与所述燃料电池及第二循环装置相连，用于将第二循环装置的部分冷却液过滤后提供所述燃料电池的反应原料。
[0028]根据本申请的另一个方面，提供了一种热电联供控制单元，应用于上述供应系统，包括：
[0029]接收子单元，用于接收热电需求供应的信号；
[0030]控制子单元，用于根据接收的信号判断热电供应需求，控制高温甲醇燃料电池的电能和/或热能进行联合供应；
[0031]发送子单元，用于发送对应的控制信号。
[0032]可选的，所述控制子单元包括：
[0033]判断子单元，用于根据热电需求类型进行对外供电、供热或热电联供，以及根据热电需求判断系统能否满足供应需求；
[0034]执行子单元，用于在热电联供时，根据需求热能与最大输出热能的判断情况，执行热能输出或将高温甲醇燃料电池的电能转换为热能输出。
[0035]可选的，执行子单元包括：
[0036]供电模式执行子单元，用于在供电模式下，当需求电负载小于最大功率时，根据需求电负荷启动燃料电池对储能电池输出电能；和/或
[0037]供热模式执行子单元，用于在供热模式下，根据需求供热量采用燃料电池催化燃烧和/或燃料电池电堆输出放电电加热；和/或
[0038]热电联供模式执行子单元，用于在热电联供模式下，当需求电负载小于最大功率时，根据需求电负荷启动燃料电池对储能电池输出电能；当需求热能小于最大输出热能时，
根据需求热能提供热量；当需求热能大于最大热能且输出电能还有余量时，提高燃料电池电能输出电加热。
[0039]可选的，所述接收子单元进一步接收所述燃料电池和第二循环装置的温度检测信号，所述控制子单元进一步进行散热控制：所述判断子单元进一步判断所述燃料电池和所述第二循环装置的温度；
[0040]所述执行子单元还包括：
[0041]第一控制子单元，用于检测到第二循环装置的温度大于预设值时，发送对所述第二循环装置强制对流散热的控制信号，对所述燃料电池辅助散热；和/或
[0042]第二控制子单元，用于检测到所述燃料电池系统的出入口温度差大于预设值时，控制所述第一循环装置的第一换热冷却介质流量进行所述燃料电池的出入口温度调节；和/或
[0043]第三控制子单元，用于检测到所述燃料电池/第一换热冷却介质的入口温度大于设定值时，通过所述第二循环装置对应的控制装置对所述第二冷却介质的流量/转速进行所述燃料电池/第一换热冷却介质的温度调节。
[0044]根据本申请的另一个方面，提供了一种热电联供控制方法，应用于上述系统或控制单元，包括：
[0045]根据热电需求类型进行对外供电、供热或热电联供；
[0046]在热电联供时，根据需求热能与最大输出热能的关系，执行热能输出或提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合电源供应系统，其特征在于，包括：高温甲醇燃料电池，与储能电池并联输出供电；换热系统，与所述高温甲醇燃料电池相连，用于将所述燃料电池产生的热量进行换热；控制单元，与所述换热系统相连，用于根据热电供应需求将所述燃料电池的电能和/或热能进行联合供应。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热系统包括：第一循环装置、换热装置，第二循环装置；其中，所述第一循环装置，与所述燃料电池串联，用于通过第一换热冷却介质对所述燃料电池进行散热循环；所述换热装置，与所述第一循环装置和所述第二循环装置相连，用于将所述燃料电池产生的热量通过所述第一循环装置和所述第二循环装置进行换热；所述第二循环装置，与所述换热装置相连，用于通过第二冷却介质对所述第一换热冷却介质进行冷却循环。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：温度检测单元及对流散热单元；所述控制单元进一步与所述温度检测单元及对流散热单元相连，进一步进行散热控制：当检测到所述第二循环装置的温度大于预设值时，启动所述对流散热单元对所述第二循环装置强制对流散热；和/或当检测到所述燃料电池系统的出入口温度差大于预设值时，控制所述第一循环装置的第一换热冷却介质流量进行出入口温度调节；和/或当检测到所述燃料电池/第一换热冷却介质的入口温度大于设定值时，进行入口温度调节。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括板式换热器、管壳式换热器、风冷换热器；和/或所述换热器包括四个端口，其中两个端口与所述温度检测单元和所述第一循环装置相连，构成所述散热循环；其余两个端口与所述对流散热单元及所述第二循环装置相连，构成所述冷却循环；和/或所述第一换热冷却介质和/或第二冷却介质包括导热油、水、乙二醇、水溶液。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括：接收子单元，用于接收热电需求供应的信号；控制子单元，用于根据接收的信号判断热电供应需求，控制高温甲醇燃料电池的电能和/或热能进行联合供应,具体包括：判断子单元，用于根据热电需求类型进行对外供电、供热或热电联供，以及根据热电需求判断系统能否满足供应需求；执行子单元，用于在热电联供时，根据需求热能与最大输出热能的判断情况，执行热能输出或将高温甲醇燃料电池的电能转换为热能输出；发送子单元，用于发送对应的控制信号。6.一种热电联供控制单元，应用于权利要求1
‑
4任一所述系统，其特征在于，所述控制单元包括：接收子单元，用于接收热电需求供应的信号；控制子单元，用于根据接收的信号判断热电供应需求，控制高温甲醇燃料电池的电能
和/或热能进行联合供应；发送子单元，用于发送对应的控制信号。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙公权，高越，杨林林，王素力，
申请(专利权)人：中科嘉鸿佛山市新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：