一种带电压检测泄放系统的燃料电池技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带电压检测泄放系统的燃料电池，燃料电池包括电堆模块、燃料电池系统控制器和电压检测泄放模块，电压检测泄放模块包括电堆电压检测单元、放电单元和隔离电源模块，隔离电源模块为电堆电压检测单元和放电单元供电，电堆模块包括串联的若干个电堆，每一个电堆的负电极和正电极均连接电堆电压检测单元，以便电堆电压检测单元检测各个电堆输出的电压及整个电堆模块的母线总电压Ubus并送到燃料电池系统控制器，当燃料电池停机停止发电时，燃料电池系统控制器根据所接收到的整个电堆模块的母线总电压Ubus控制放电单元放电或者停止放电，一体化设计可减少占用空间，提高空间利用率，节省材料，提高通用的元器件的利用率，降低制造成本。降低制造成本。降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种带电压检测泄放系统的燃料电池

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[0001]本技术涉及一种带电压检测泄放系统的燃料电池。

技术介绍
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[0002]燃料电池是一种通过氢气和氧气电化学反应产生电能的能量转换装置，具有能量转换效率高，结构简单、低噪音、无污染等优点。
[0003]为确保能及时了解燃料电池系统的健康状态，目前都会在燃料电池系统中加设电压检测模块，电压检测模块检测燃料电池系统的电堆模块的输出电压信号并送到燃料电池系统控制器，通过电压检测模块检测电堆模块的输出电压信号，可以及时了解到电堆模块的情况，若电堆模块出现故障，则可及时采取应对措施，避免故障进一步恶化，从而可保证燃料电池系统的安全运行；另外，在燃料电池系统停机后，电堆模块和管路内还有残余的氢气和残余的氧气，残余的氢气和残余的氧气将继续反应产生电能，如果这些电能不及时释放掉(也就是放电)，将对电堆模块造成损伤或带来安全隐患，因此，在燃料电池系统设计时通常还会在燃料电池系统中设置放电模块，利用放电模块的放电电阻以发热的形式消耗这些残余电能，从而能有效地延长电堆模块的寿命。
[0004]但目前的燃料电池系统中所设置电压检测模块和放电模块都是独立布局的的，两个独立得模块均需要独立的线路板、独立的布置空间和独立的线束连接，不仅占用布置空间，也浪费材料，而且电压检测模块和放电模块中有部分元器件是可以通用的，但由于电压检测模块和放电模块独立布局，使得通用的元器件需多用一次，使得通用的元器件利用率低，且会增加制造成本。

技术实现思路
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[0005]本技术的目的是提供一种带电压检测泄放系统的燃料电池及控制方法，能解决现有技术中燃料电池系统中所设置电压检测模块和放电模块都是独立布局的，导致空间利用率低，浪费材料，通用的元器件利用率低，制造成本高的技术问题。
[0006]本技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0007]本技术的目的是提供一种带电压检测泄放系统的燃料电池，燃料电池包括电堆模块、燃料电池系统控制器和电压检测泄放模块，燃料电池系统控制器控制电堆模块工作，电压检测泄放模块包括电堆电压检测单元、放电单元和隔离电源模块，隔离电源模块分别为电堆电压检测单元和放电单元供电，电堆模块包括串联在一起的若干个电堆，每一个电堆的负电极和正电极均电连接到电堆电压检测单元中，以便电堆电压检测单元检测各个电堆输出的电压及整个电堆模块的输出端的母线总电压Ubus并送到燃料电池系统控制器，当燃料电池停机停止发电时，燃料电池系统控制器根据所接收到的整个电堆模块的母线总电压Ubus控制放电单元放电或者停止放电。
[0008]优选地，所述燃料电池系统控制器里面设定有电压下限值V1，当Ubus≤V1时，判断为停机状态，燃料电池系统控制器控制所述放电单元放电。
[0009]优选地，所述燃料电池系统控制器里面还设定有电压安全值V2，当所述放电单元放电时，所述电堆模块的母线总电压Ubus逐渐下降，当Ubus≤V2时，燃料电池系统控制器控制所述放电单元停止放电，其中，V1大于V2。
[0010]优选地，所述电堆电压检测单元包括多路并联的电压检测电路，每一路电压检测电路包括串联在一起的一电阻R1和一隔离运放器件，电阻R1的输入端与所述电堆的负电极或者正电极电连接，隔离运放器件的输出端与所述燃料电池系统控制器电连接，所述隔离电源模块为每一路电压检测电路的隔离运放器件供电。
[0011]优选地，所述放电单元包括放电电阻R2、电子开关Q1和隔离驱动电路，放电电阻R2与电子开关Q1串联后与所述电堆模块的输出端的正极母线和负极母线电连接，所述隔离电源模块为隔离驱动电路供电，所述燃料电池系统控制器通过隔离驱动电路控制电子开关Q1的通断以实现对所述放电单元的控制。
[0012]优选地，所述放电单元还包括钳位电路，钳位电路并联在所述电子开关Q1的两端。
[0013]优选地，所述隔离电源模块包括电池和隔离输出电路，电池的电能经隔离输出电路处理输出为所述电堆电压检测单元和所述放电单元供电。
[0014]优选地，所述电池为24V电池。
[0015]本技术与现有技术相比，具有如下效果：
[0016]1)本技术提供的燃料电池用的电压检测泄放系统，通过将电堆电压检测单元和放电单元集成于一体形成电压检测泄放模块，在保证不影响对燃料电池系统的健康状况进行检测调节的前提下，可有效减少电堆电压检测单元和放电单元布局时的占用空间，有效提高燃料电池系统内部的空间利用率，而且电堆电压检测单元和放电单元一体化设计，可使电堆电压检测单元和放电单元共用一线路板，从而可减少线路板及线束的使用，节省材料；另外，电堆电压检测单元和放电单元还共用同一个隔离电源模块，可有效提高通用的元器件的利用率，降低制造成本。
[0017]2)本技术的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
[0018]图1是本技术提供的电压检测泄放系统的原理方框结构示意图；
[0019]图2是本技术提供的电压检测泄放系统的电路方框结构示意图；
[0020]图3是本技术提供的燃料电池系统的原理方框结构示意图；
[0021]图4是本技术提供的燃料电池系统控制器的控制原理方框结构示意图；
[0022]图5是本技术提供的电堆模块的立体结构示意图。
具体实施方式：
[0023]下面通过具体实施例并结合附图对本技术作进一步详细的描述。
[0024]实施例一：
[0025]如图1至图5所示，本实施例提供的是一种带电压检测泄放系统的燃料电池，包括电堆模块1、燃料电池系统控制器2、电压检测泄放模块3、供氢系统4、空气供应系统5和冷却系统6，供氢系统4的输出端连接所述电堆模块1的氢气入口，空气供应系统5的输出端连接所述电堆模块1的空气入口，冷却系统6与所述电堆模块1的冷却液入口和冷却液出口连接；
燃料电池系统控制器2通过控制供氢系统4、空气供应系统5和冷却系统6以控制点对电堆模块1的工作，所述电压检测泄放模块3包括电堆电压检测单元31、放电单元32和隔离电源模块33，隔离电源模块33分别为电堆电压检测单元31和放电单元32供电，电堆模块1包括串联在一起的若干个电堆10，若干个电堆10上下层叠布局，每一个电堆10由多个燃料电池单体层叠组成，每两个电堆10之间通过铜排连接起来，每一个电堆10的负电极和正电极均电连接到所述电堆电压检测单元31中，以便电堆电压检测单元31检测各个电堆10输出的电压及整个电堆模块1的输出端4的母线总电压Ubus并送到燃料电池系统控制器2，当燃料电池停机停止发电时，燃料电池系统控制器2根据所接收到的整个电堆模块1的母线总电压Ubus控制放电单元32放电或者停止放电，通过将电堆电压检测单元31和放电单元32集成于一体形成电压检测泄放模块3，在保证不影响对燃料电池的健康状况进行检测调节的前提下，可有效减少电堆电压检测单元31和放电单元32布局时的占用空间，有效提供燃料电池内部的空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电压检测泄放系统的燃料电池，包括电堆模块(1)和燃料电池系统控制器(2)，燃料电池系统控制器(2)控制电堆模块(1)工作，其特征在于：还包括电压检测泄放模块(3)，电压检测泄放模块(3)包括电堆电压检测单元(31)、放电单元(32)和隔离电源模块(33)，隔离电源模块(33)分别为电堆电压检测单元(31)和放电单元(32)供电，电堆模块(1)包括串联在一起的若干个电堆(10)，每一个电堆(10)的负电极和正电极均电连接到电堆电压检测单元(31)中，以便电堆电压检测单元(31)检测各个电堆(10)输出的电压及整个电堆模块(1)的输出端(4)的母线总电压Ubus并送到燃料电池系统控制器(2)，当燃料电池停机停止发电时，燃料电池系统控制器(2)根据所接收到的整个电堆模块(1)的母线总电压Ubus控制放电单元(32)放电或者停止放电。2.根据权利要求1所述的一种带电压检测泄放系统的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池系统控制器(2)里面设定有电压下限值V1，当Ubus≤V1时，判断为停机状态，燃料电池系统控制器(2)控制所述放电单元(32)放电。3.根据权利要求2所述的一种带电压检测泄放系统的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池系统控制器(2)里面还设定有电压安全值V2，当所述放电单元(32)放电时，所述电堆模块(1)的母线总电压Ubus逐渐下降，当Ubus≤V2时，燃料电池系统控制器(2)控制所述放电单元(32)停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小青，邓佳，
申请(专利权)人：大洋电机燃料电池科技中山有限公司，
类型：新型
国别省市：