燃料电池系统及其电源管理方法技术方案

一种燃料电池系统，包括燃料电池电力产生部、第一状态检测器、电子负载电路、外部负载供电电路、二次电池、充电模块以及控制单元。第一状态检测器用以检测燃料电池电力产生部所输出的输出电压以及输出功率。电子负载电路用以对燃料电池电力产生部进行电流拉载。外部负载供电电路用以接收燃料电池电力产生部所提供的电力且对外部负载供电。控制单元用以依据第一状态检测单元的检测结果控制电子负载电路的拉载电流大小，以调整燃料电池电力产生部的输出电压，且致能电子负载电路、充电模块以及外部负载供电电路的至少其中之一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种供电系统，且特别涉及一种。
技术介绍
能源的开发与应用一直是人类生活不可或缺的条件，但传统的能源的开发与应用 对环境的破坏与日俱增。利用燃料电池(fuel cell)技术产生能源具有高效率、低噪音、无 污染的优点，是符合时代趋势的能源技术。然而，单纯的燃料电池是属于一种缓启动的能源 装置，经过一段启动时间后，才能达到最大输出的额定功率。因此燃料电池在温度及浓度未 达特定条件时，所能输出的功率是比最大的输出额定功率小。由于燃料电池在工作初期时， 所供应的电力极小，因此不用以对外部负载供电，否则燃料电池将从无输出状态，立刻升至 最大功率输出状态，因此对燃料电池造成损害。在过去燃料电池的相关专利中中国台湾专利公开号200743240揭示一种具电源 管理的燃料电池。中国台湾专利公告号I2744M揭示一种混成供电装置及其电源管理方 法。另外，中国台湾专利公开号200431061揭示可使负载电流在广范围下均可稳定的电子 负载装置。上述中国台湾专利公开号200743M0中，燃料电池系统工作时，若燃料电池电力 产生部有足够电力对负载供电，然而多余的电力又不足供电给系统，如此一来，除了无法 妥善的利用能源外，内部二次电池后续在充电时，又需要额外的时间，将会导致关机时间延 长。再者，上述现有技术中，在燃料电池系统工作初期，燃料电池电力产生部的供应电力极 小，并不用以对系统或是外部负载供电，如此一来，便无法妥善的利用能源。此外，上述现有 技术中，由于燃料电池在放电过程的初期，在开始对外供电时，会从无输出状态，立刻升至 最大功率输出状态，此现象会对燃料电池电力产生部造成损害。
技术实现思路
本专利技术提出一种，可避免燃料电池瞬间被拉高输 出功率而造成损害。本专利技术的其它目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述的一或部分或全部目的或是其它目的，本专利技术的一实施例提出提供一种 燃料电池系统，包括燃料电池电力产生部、第一状态检测单元、电子负载电路、外部负载供 电电路、二次电池、充电模块以及控制单元。其中第一状态检测单元用以检测燃料电池电力 产生部所产生的电力，以获取燃料电池电力产生部的输出电压以及燃料电池电力产生部的 输出功率。电子负载电路，耦接上述的燃料电池电力产生部，电子负载电路用以对燃料电池 电力产生部进行电流拉载。外部负载供电电路耦接上述的燃料电池电力产生部，外部负载 供电电路耦接用以接收燃料电池电力产生部所提供的电力，以对外部负载供电。充电模块 耦接上述的燃料电池电力产生部，充电模块用以调整二次电池的充电电流。另外，控制单元 耦接上述的电子负载电路、外部负载供电电路以及充电模块。控制单元用以依据第一状态检测单元的检测结果，控制电子负载电路的拉载电流大小，以调整燃料电池电力产生部的 输出电压，且控制单元依据燃料电池电力产生部的输出功率，决定致能上述的电子负载电 路、外部负载供电电路和充电模块的至少其中之一。本专利技术的一实施例提出提供一种燃料电池系统的电源管理方法，其中燃料电池系 统包括燃料电池电力产生部以及二次电池，上述电源管理方法包括(a)检测燃料电池电 力产生部是否进行电流拉载与检测燃料电池电力产生部的输出电压，并且依据输出电压以 调整二次电池的充电电流。(b)检测燃料电池电力产生部的输出电压且比较输出电压与燃 料电池电力产生部的工作电压，并且依据比较结果以调整对燃料电池电力产生部的电流拉 载量。(c)检测燃料电池电力产生部的输出功率且比较输出功率与外部负载的额定功率，并 且依据比较结果以决定燃料电池电力产生部是否对外部负载供电。在本专利技术的一实施例中，当上述的输出功率等于外部负载的额定功率时，控制单 元致能外部负载供电电路，并且禁能电子负载电路与充电模块。在本专利技术的一实施例中，当上述的输出功率小于外部负载的额定功率时，控制单 元致能电子负载电路与充电模块，并且禁能外部负载供电电路。在本专利技术的一实施例中，当上述的输出功率大于外部负载的额定功率时，控制单 元致能电子负载电路、充电模块以及外部负载供电电路。在本专利技术的一实施例中，上述的电子负载电路包括第一转换单元、第一运算放大 器、第一晶体管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻。第一转换单元耦接控制单元，第一转换 单元用以转换控制单元所输出的第一脉冲宽度调制信号为模拟电压。第一运算放大器的正 输入端耦接第一转换单元的输出端。第一晶体管的漏极端耦接燃料电池电力产生部，且第 一晶体管的源极端耦接第一运算放大器的负输入端。第一电阻耦接于第一运算放大器的输 出端与第一晶体管的栅极端之间。第二电阻耦接于第一晶体管的源极端与接地电压之间。 第三电阻耦接于第一运算放大器的正输出端与接地电压之间。在本专利技术的一实施例中，上述的控制单元用以调整第一脉冲宽度调制信号的占空 比，以控制模拟电压的大小。在本专利技术的一实施例中，上述的充电模块包括充电电路以及调控电路。充电电路 耦接燃料电池电力产生部与控制单元。调控电路耦接充电电路与二次电池。当充电电路被 控制单元致能时，燃料电池电力产生部用以通过充电电路对二次电池进行充电。且当调控 电路被控制单元致能时，调控电路用以调整二次电池的充电电流。在本专利技术的一实施例中，上述的充电模块还包括内部负载供电电路，内部负载供 电电路耦接二次电池，内部负载供电电路用以接收二次电池所储存的电能并且对燃料电池 系统的内部负载供电。在本专利技术的一实施例中，上述的充电模块还包括第二状态检测单元。第二状态检 测单元耦接二次电池与控制单元，第二状态检测单元用以检测二次电池的储存电压，控制 单元用以依据二次电池的储存电压致能充电模块，以调整二次电池的充电电流。在本专利技术的一实施例中，上述的第一转换单元包括第四电阻、第一电容、第五电阻 以及第二电容。第四电阻耦接控制单元。第一电容耦接于第四电阻与接地电压之间。第五 电阻耦接于第四电阻与第一转换单元的输出端之间。第二电容耦接于第一转换单元的输出 端与接地电压之间。在本专利技术的一实施例中，上述的调控电路包括第二转换单元、第二运算放大器、第 二晶体管、第六电阻、第七电阻、第八电阻以及第九电阻。第二转换单元耦接控制单元，第二 转换单元用以转换控制单元所输出的第二脉冲宽度调制信号为模拟电压。第二运算放大器 的正输入端耦接第一转换单元的输出端。第二晶体管的漏极端耦接充电电路，且第二晶体 的源极端耦接二次电池。第六电阻耦接于第二运算放大器的输出端与第二晶体管的栅极端 之间。第七电阻耦接于第二运算放大器的负输入端与第二晶体管的栅极端之间。第八电阻 耦接第二运算放大器的负输入端与接地电压之间。第九电阻耦接第二运算放大器的正输入 端与接地电压之间。在本专利技术的一实施例中，上述的控制单元用以调整第二脉冲宽度调制信号的占空 比，以控制模拟电压的大小。在本专利技术的一实施例中，上述的第二转换单元包括第十电阻、第三电容、第十一电 阻以及第四电容。第十电阻耦接控制单元。第三电容耦接于第十电阻与接地电压之间。第 十一电阻耦接于第十电阻与第二转换单元的输出端之间。第四电容耦接于第二转换单元的 输出端与接地电压之间。基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点，上述本专利技术的实施例利 用电子负载电路与调控电路来对燃料电池电力产生部进行电流拉载，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，包括：燃料电池电力产生部；第一状态检测单元，用以检测所述燃料电池电力产生部所产生的电力，以获取所述燃料电池电力产生部的输出电压以及所述燃料电池电力产生部的输出功率；电子负载电路，耦接所述燃料电池电力产生部，所述电子负载电路用以对所述燃料电池电力产生部进行电流拉载；外部负载供电电路，耦接所述燃料电池电力产生部，所述外部负载供电电路用以接收所述燃料电池电力产生部所提供的电力，以对外部负载供电；二次电池；充电模块，耦接所述燃料电池电力产生部，所述充电模块用以调整所述二次电池的充电电流；以及控制单元，耦接所述电子负载电路、所述外部负载供电电路以及所述充电模块，所述控制单元用以依据所述第一状态检测单元的检测结果，控制所述电子负载电路的拉载电流大小，以调整所述燃料电池电力产生部的所述输出电压，且所述控制单元用以依据所述燃料电池电力产生部的所述输出功率，决定致能所述电子负载电路、所述外部负载供电电路和所述充电模块的至少其中之一。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪国泰，张耿智，
申请(专利权)人：扬光绿能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]