风冷燃料电池备用电源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种风冷燃料电池备用电源系统及其控制方法，

【技术实现步骤摘要】
风冷燃料电池备用电源系统及其控制方法


[0001]本专利技术实施例涉及发电机
，特别是涉及一种风冷燃料电池备用电源系统，以及一种风冷燃料电池备用电源系统的控制方法
。

技术介绍

[0002]柴油发电机
、
铅酸蓄电池和燃料电池等作为电源，可以提供电能供应给各种设备或系统
。
具体地，柴油发电机通过燃烧柴油燃料产生动力并转化为电能，铅酸蓄电池可以将电能储存起来，并在需要时释放出来以供应电能，燃料电池利用化学反应将燃料直接转化为电能，可以利用氢气
、
甲醇等不同燃料来产生电能，无污染且高效率
。
[0003]柴油发电机和铅酸蓄电池等作为常规备用电源存在噪音大
、
污染环境
、
能量利用率低等缺点
。
燃料电池作为一种高效的电化学能量转换装置，可以直接将燃料的化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，具有清洁
、
无污染
、
噪声低
、
能量密度高
。
随着能源危机和人们环保意识的提高，使用燃料电池作为备用电源，逐渐受到业界广泛关注，其中，以风冷燃料电池作为通讯基站备用电源最为应用广泛
。
然而，目前针对风冷燃料电池的系统结构复杂，系统实现困难
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种风冷燃料电池备用电源系统，以解决现有技术中风冷燃料电池备用电源系统的结构复杂，系统实现困难的问题
>。
[0005]相应的，本专利技术实施例还提供了一种风冷燃料电池备用电源系统的控制方法，用以保证上述风冷燃料电池备用电源系统的实现及应用
。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种风冷燃料电池备用电源系统，包括燃料电池
(1)、DC/DC
变换器
(2)、
双向
AC/DC
转换器
(3)、
常闭急停继电器
KM1(4)、
断路器
(5)、
交流
220Vac
电网或用电端
(6)、
常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
和锂电池
(8)
，其中：
[0007]所述
DC/DC
变换器
(2)
的输入侧连接所述燃料电池
(1)
，所述
DC/DC
变换器
(2)
的输出侧连接所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的直流侧形成高压直流母线，并将所述燃料电池
(1)
输出的直流电压转换为稳定直流电压，所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的交流侧通过所述常闭急停继电器
KM1(4)
和所述断路器
(5)
连接到所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)
；
[0008]所述锂电池
(8)
通过所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
与所述高压直流母线连接，所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
，用于根据所述风冷燃料电池备用电源系统的启用时间是否超过预设启用时间时来控制所述锂电池
(8)
与高压直流母线之间连接或者断开
。
[0009]可选地，还包括开关电源
(9)、
燃料电池控制器
FCU(10)、
继电器
KM4(11)、
风机
(12)、
电压巡检仪
(13)、
温度巡检仪
(14)、
氢气浓度传感器
(15)
，其中：
[0010]所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的交流侧通过所述常闭急停继电器
KM1(4)
连接所述开
关电源
(9)
，所述开关电源
(9)
连接以为所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
以及所述氢气浓度传感器
(15)
提供电源，其中，所述开关电源
(9)
通过所述继电器
KM4(11)
连接所述风机
(12)
，所述
KM4(11)
用于控制所述风机
(12)
的启用或者停止
。
[0011]可选地，所述风冷燃料电池备用电源系统包括若干工作模式，所述工作模式至少包括充放电模式
、
并网启动模式和离网启动模式：
[0012]在处于所述充放电模式时，所述锂电池
(8)
依次通过所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)、
所述断路器
(5)、
所述常闭急停继电器
KM1(4)、
所述双向
AC/DC
转换器
(3)、
所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
进行充放电；
[0013]在处于所述并网启动模式时，所述风冷燃料电池备用电源系统输出端并网，所述燃料电池
(1)
启动时，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
和所述氢气浓度传感器
(15)
的电能均通过所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)
和所述开关电源
(9)
提供；
[0014]在处于所述离网启动模式时，所述风冷燃料电池备用电源系统输出端离网，所述燃料电池
(1)
启动时，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
和所述氢气浓度传感器
(15)
的电能均通过所述锂电池
(8)、
所述双向
AC/DC
转换器
(3)
和所述开关电源
(9)
提供
。
[0015]可选地，在处于所述并网启动模式和所述离网启动模式时，在所述燃料电池
(1)
启动完成后，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种风冷燃料电池备用电源系统，其特征在于，包括燃料电池
(1)、DC/DC
变换器
(2)、
双向
AC/DC
转换器
(3)、
常闭急停继电器
KM1(4)、
断路器
(5)、
交流
220Vac
电网或用电端
(6)、
常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
和锂电池
(8)
，其中：所述
DC/DC
变换器
(2)
的输入侧连接所述燃料电池
(1)
，所述
DC/DC
变换器
(2)
的输出侧连接所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的直流侧形成高压直流母线，并将所述燃料电池
(1)
输出的直流电压转换为稳定直流电压，所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的交流侧通过所述常闭急停继电器
KM1(4)
和所述断路器
(5)
连接到所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)
；所述锂电池
(8)
通过所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
与所述高压直流母线连接，所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
，用于根据所述风冷燃料电池备用电源系统的启用时间是否超过预设启用时间时来控制所述锂电池
(8)
与高压直流母线之间连接或者断开
。2.
根据权利要求1所述的风冷燃料电池备用电源系统，其特征在于，还包括开关电源
(9)、
燃料电池控制器
FCU(10)、
继电器
KM4(11)、
风机
(12)、
电压巡检仪
(13)、
温度巡检仪
(14)、
氢气浓度传感器
(15)
，其中：所述双向
AC/DC
转换器
(3)
的交流侧通过所述常闭急停继电器
KM1(4)
连接所述开关电源
(9)
，所述开关电源
(9)
连接以为所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
以及所述氢气浓度传感器
(15)
提供电源，其中，所述开关电源
(9)
通过所述继电器
KM4(11)
连接所述风机
(12)
，所述
KM4(11)
用于控制所述风机
(12)
的启用或者停止
。3.
根据权利要求2所述的风冷燃料电池备用电源系统，其特征在于，所述风冷燃料电池备用电源系统包括若干工作模式，所述工作模式至少包括充放电模式
、
并网启动模式和离网启动模式：在处于所述充放电模式时，所述锂电池
(8)
依次通过所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)、
所述断路器
(5)、
所述常闭急停继电器
KM1(4)、
所述双向
AC/DC
转换器
(3)、
所述常闭主正继电器
KM2
和常闭主负继电器
KM3(7)
进行充放电；在处于所述并网启动模式时，所述风冷燃料电池备用电源系统输出端并网，所述燃料电池
(1)
启动时，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
和所述氢气浓度传感器
(15)
的电能均通过所述交流
220Vac
电网或用电端
(6)
和所述开关电源
(9)
提供；在处于所述离网启动模式时，所述风冷燃料电池备用电源系统输出端离网，所述燃料电池
(1)
启动时，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
和所述氢气浓度传感器
(15)
的电能均通过所述锂电池
(8)、
所述双向
AC/DC
转换器
(3)
和所述开关电源
(9)
提供
。4.
根据权利要求3所述的风冷燃料电池备用电源系统，其特征在于，在处于所述并网启动模式和所述离网启动模式时，在所述燃料电池
(1)
启动完成后，所述燃料电池控制器
FCU(10)、
所述风机
(12)、
所述电压巡检仪
(13)、
所述温度巡检仪
(14)
和所述氢气浓度传感器
(15)
的电能由所述燃料电池
(1)
提供并将多余电能供给所述交流
220Vac
电网或用电端
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄猛，朱伟睿，李方烔，王思偲，黄远军，
申请(专利权)人：国创能源互联网创新中心广东有限公司，
类型：发明
国别省市：