多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术是有关于一种多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法，其包括：多组燃料电池转换器系统；转换器并联开关；负载功率计算单元；并联控制计算单元；以及主控制器。藉由将多组燃料电池转换器系统经由转换器并联开关将其输出端并联，同时利用主控制器读取负载功率计算单元与并联控制计算单元的信号，进而控制欲开启的燃料电池转换器系统，以输出负载所需的电能。又，本发明专利技术的方法包括：评估负载步骤、决定燃料电池转换器系统数量步骤、计算分配输出功率步骤、放电步骤及决定充电步骤，藉此控制多组的燃料电池转换器系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种将多组燃料电池转换器系统并联结合的充放电装置及方法。
技术介绍
自近代工业革命以来，电力已成为生活中不可或缺的一环。现今产生电力的方式是以火力与核能为主，而上述二种方式皆会对环境产生影响，更何况现在全球气候异状已层出不穷，因此，如何运用其他方法产生电力为目前一重大课题。由于燃料电池是利用化学反应来产生电力，并不会产生影响环境的物质，因此如何运用燃料电池为现今研发的重点方向之一。以目前现有习知的燃料电池发电系统为例， 其包含三大部份燃料电池堆、转换器与蓄电池，其中，燃料电池堆用于产生电力，转换器则将燃料电池堆所产生的不稳定电力转换成稳定的电源后再输出，而蓄电池在负载增加时可与燃料电池堆同时提供电力以补足不足的电力，待燃料电池堆电力达到负载所需的电力时，蓄电池将停止提供电力。上述现有习知的燃料电池发电系统的缺点在于当转换器损坏时，其燃料电池堆的电力即无法输出，造成莫大的不便；再者，当要使燃料电池堆的输出电量上升时，需要时间等待燃料电池堆内的化学反应完成作用，才能达到调升的目的，倘若负载突然增加，且超过蓄电池所能承担的电力时，则会造成电力不足，并导致负载因电力不足而受到影响。再者，当燃料电池堆在添加燃料时，由于其化学作用会造成输出电力短暂地不稳定，也容易导致负载发生故障等情事。由此可见，上述现有的燃料电池发电系统在产品结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的燃料电池发电系统存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的，能够改进一般现有的燃料电池发电系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的燃料电池发电系统存在的缺陷，而提供一种新的，所要解决的技术问题是使其可避免因单一转换器的毁损，而造成电力供应中断的情况，以及避免因添加燃料时所产生的不稳定等问题。再者，本专利技术将燃料电池转换器系统模组化，以达到可应用于大功率的场合的功效， 非常适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种多组燃料电池转换器并联系统，其包括多组燃料电池转换器系统；一转换器并联开关，其与该些燃料电池转换器系统的输出端电性连接；一负载功率计算单元，其用于电性连接一负载，以计算该负载所需的电能；一并联控制计算单元，其电性连接于该转换器并联开关，用以读取该转换器并联开关的输出电能；一主控制器，与该负载功率计算单元及该并联控制计算单元电性连接，用以读取该负载功率计算单元与该并联控制计算单元的信号， 并藉此控制该些燃料电池转换器系统；一阵列控制器，其电性连接于该转换器并联开关、该主控制器与每一该燃料电池转换器系统；一双向转换器，其电性连接于该阵列控制器，用以受该阵列控制器控制；以及一蓄电池，其电性连接于该双向转换器，用以受该双向转换器的控制而进行充电或放电。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的多组燃料电池转换器并联系统，其中所述的每一该燃料电池转换器系统包括一燃料电池；一转换器，其电性连接于该燃料电池及该转换器并联开关；以及一子控制器，其电性连接于该转换器、该燃料电池及该阵列控制器，其中该子控制器用以接收该主控制器所发出的一控制信号并依此控制该转换器，且该子控制器又用以读取该蓄电池的蓄电量，以依此控制该阵列控制器，并使该阵列控制器控制该双向转换器使该蓄电池进行放电或充电。前述的多组燃料电池转换器并联系统，其中所述的主控制器依该并联控制计算单元与该负载功率计算单元所读取的信号决定需开启的该燃料电池转换器系统，并将该控制信号传递至该子控制器。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其特征在于包含下列步骤评估负载步骤 计算一负载所需的一负载功率值与一负载输出电压值；决定燃料电池转换器系统数量步骤依照该负载功率值及该负载输出电压值决定所需燃料电池转换器系统数量，并定义被选择的该些燃料电池转换器系统为作用中燃料电池转换器系统；计算分配输出功率步骤 计算每一该作用中燃料电池转换器系统分配到需输出的一应输出功率；放电步骤当任一该作用中燃料电池转换器系统中的一燃料电池的可输出功率小于该应输出功率时，则该双向转换器即会导通该蓄电池输出电能，使该作用中燃料电池转换器系统输出的功率达到该应输出功率；以及决定充电步骤当该蓄电池的电量小于一预设值时，且任一该燃料电池的可输出功率大于该应输出功率时，则开始对该蓄电池进行充电。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的决定转换器系统数量步骤是将该负载功率值与该负载输出电压值除以每一该燃料电池转换器系统所能输出的最大功率与最大输出电压，以计算该些作用中燃料电池转换器系统的数量。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的计算分配输出功率步骤是将该负载功率值除以该些作用中燃料电池转换器系统的数量，以取得每一该作用中转换器系统需输出的该应输出功率。5前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的该些作用中燃料电池转换器系统藉由一转换器并联开关彼此并联。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的评估负载步骤是利用一负载功率计算单元计算该负载所需的该负载功率值与该负载输出电压值。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的决定燃料电池转换器系统数量步骤是由一主控制器依照该负载功率值及该负载输出电压值控制需要被启动的该些作用中燃料电池转换器系统。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的计算分配输出功率步骤是利用该主控制器计算每一该作用中燃料电池转换器系统需输出的该应输出功率。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的放电步骤是由该子控制器比较该燃料电池的可输出功率与该应输出功率的大小，并藉由一阵列控制器控制该双向转换器，以藉此控制该蓄电池进行放电。前述的多组燃料电池转换器并联系统控制方法，其中所述的决定充电步骤是由该子控制器监控该蓄电池的电量大小，并藉由该阵列控制器控制该双向转换器，以藉此控制该蓄电池进行充电。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本专利技术提供了一种，藉由本专利技术可避免因单一转换器的毁损，而造成电力供应中断的情况，以及避免因添加燃料时所产生的不稳定等问题。再者，本专利技术将燃料电池转换器系统模组化，并且并联燃料电池转换器系统的输出端的设计，以达到可应用于大功率的场合的功效。为达上述功效，本专利技术提供一种多组燃料电池转换器并联系统，其包括多组燃料电池转换器系统；一转换器并联开关，其与燃料电池转换器系统的输出端电性连接；本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多组燃料电池转换器并联系统，其特征在于包括：多组燃料电池转换器系统；一转换器并联开关，其与该些燃料电池转换器系统的输出端电性连接；一负载功率计算单元，其用于电性连接一负载，以计算该负载所需的电能；一并联控制计算单元，其电性连接于该转换器并联开关，用以读取该转换器并联开关的输出电能；一主控制器，与该负载功率计算单元及该并联控制计算单元电性连接，用以读取该负载功率计算单元与该并联控制计算单元的信号，并藉此控制该些燃料电池转换器系统；一阵列控制器，其电性连接于该转换器并联开关、该主控制器与每一该燃料电池转换器系统；一双向转换器，其电性连接于该阵列控制器，用以受该阵列控制器控制；以及一蓄电池，其电性连接于该双向转换器，用以受该双向转换器的控制而进行充电或放电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周振坤，吴启斌，
申请(专利权)人：中兴电工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71