一种直流双路输入的供电切换方法及实施该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直流双路输入的供电切换方法及实施该方法的装置，该方法是由外部接口控制单元控制切换装置，对两路直流输入供电进行切换，使燃料电池供气装置从电源取电或者从燃料电池系统取电。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高燃料系统工作效率、节省燃料消耗、增加燃料系统续航时间等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种直流供电方法，尤其是涉及一种直流双路输入的供电切换方法及实施该方法的装置。
技术介绍
在燃料电池系统中(比如氢燃料电池系统)，为了给电堆提供氧化剂，需要向电堆提供空气。部分燃料电池系统设计方案中采用供气装置来向电堆提供空气氧化剂。电堆产出的电能的电压范围一般较宽，在不同的输出功率条件下输出压力也不一样，因此电堆产出的电能都需要DCDC变换器，将电堆电能变换成通用的输出电压(如48V)，以便供用户使用。传统的供气装置供电方案是将供气装置的供电输入端连接到燃料电池系统的最终直流输出端，也就是燃料电池系统DCDC变换器的输出端，并与负载并联在一起。燃料电池系统工作时先由备用电池启动供气装置，供气装置工作后为燃料电堆提供氧化剂，燃料电堆在控制系统合理的控制下产出电能，为负载提供电力。供气装置能耗通常有几百瓦。使用传统连接方式，供气装置将从燃料电池系统DCDC变换器的输出端取电，导致燃料消耗量大，燃料系统续航时间短等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可提高燃料系统工作效率、节省燃料消耗、增加燃料系统续航时间的直流双路输入的供电切换方法及实施该方法的装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，该方法是由外部接口控制单元控制切换装置，对两路直流输入供电进行切换，使燃料电池供气装置从电源取电或者从燃料电池系统取电。所述的切换装置由两个可切换的变换器组成，或者由两个可切换的电路连接同一变换器组成。所述的变换器包括D⑶C电源模块，变换器为由全桥、半桥、H桥、BUCK、BOOST中任一或组合所组成的拓朴电路结构。所述的变换器为隔离变换器或非隔离变换器。所述的接口控制单元包括分立元件、集成1C、数字微控制器或可编程逻辑单元，接口控制单元检测切换装置的状态，为远程设备提供切换装置状态信息。所述的接口控制单元的电路为光耦隔离器件、电阻、电容、二极管之一或者其组合一种实施直流双路输入的供电切换方法的装置，其特征在于，该装置包括切换装置、第一供电支路、第二供电支路和接口控制单元，所述的切换装置由可切换的第一变换器和第二变换器组成，所述的第一变换器的输入端通过第一供电支路连接电源，所述的第二变换器通过第二供电支路连接燃料电池系统的供电输出端，第一变换器的输出端与第二变换器的输出端并联后直接连接供气装置，或者通过信号处理单元连接供气装置，所述的接口控制单元分别连接第一变换器和第二变换器，接口控制单元根据外部信号控制策略，执行外部指令并控制可切换工作的第一变换器和第二变换器。所述的信号处理单元为由电感、电容组成的滤波网络；或者由开关器件、二极管、电感、电容、电阻、传感器任一元件或其中任意组合所组成的处理单元；或者直接为一导体。一种实施直流双路输入的供电切换方法的装置，其特征在于，该装置包括切换装置、第一供电支路、第二供电支路和接口控制单元，所述的切换装置由可切换的第一电路和第二电路连接同一变换器组成，所述的第一电路的输入端通过第一供电支路连接电源，所述的第二电路通过第二供电支路连接燃料电池 系统的供电输出端，第一电路的输出端与第二电路的输出端并联后连接变换器，所述的变换器连接供气装置，或者通过信号处理单元连接供气装置，所述的接口控制单元分别连接第一电路和第二电路，接口控制单元根据外部信号控制策略，执行外部指令并控制可切换工作的第一电路和第二电路。所述的信号处理单元为由电感、电容组成的滤波网络；或者由开关器件、二极管、电感、电容、电阻、传感器任一元件或其中任意组合所组成的处理单元；或者直接为一导体。与现有技术相比，本专利技术使供气装置在启动时从燃料电池系统DCDC变换器的输出端取电，然后在燃料电池系统的电堆准备就绪并产出电能后，由控制系统在适当的时候切换供气装置的供电源，让供气装置直接从电堆输出端取电。由于燃料电池系统DCDC变换器的效率一般在90%左右，这样改进后，可以节省相当一部分的电能。本专利技术提高了燃料系统工作效率、节省燃料消耗、增加燃料系统续航时间。附图说明图I是本专利技术实施例I中双路供电切换电源装置结构示意图；图2是本专利技术实施例2中双路供电切换电源装置结构示意图；图3是本专利技术实施例2中双路供电切换电源装置工作原理图；图4是本专利技术实施例2中外部切换信号处理示意图；图5是另一种外部切换信号处理不意图；图6是本专利技术实施例4中双路供电切换电源装置结构示意图。图中，I为远程信号，O为输出电能，CS为外部切换信号，SS为外部启停信号，M为第一支路辅电，N为第二支路辅电。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例I—种直流双路输入的供电切换方法及实施该方法的装置，该方法是将给燃料电池提供空气氧化剂的供气装置(如空压机)通过两个可切换的变换器及各变换器对应的供电支路分别连接电源和燃料电池系统的供电输出端，两个变换器分别连接接口控制单元(该接口控制单元可以是远程接口控制单元，也可以是其他接口控制单元)，通过接口控制单元控制两个变换器之间切换，使供气装置从电源取电或者从燃料电池系统取电。接口控制单元检测两个变换器状态，当两个变换器状态正常时，如果接收到外部指令的切换信号，则根据切换要求执行使能其中一个变换器工作，如果接收到外部指令的启停信号，则根据启停要求执行两个变换器反馈控制功能的使能或禁止。该切换方法通过选择电源来提高燃料系统工作效率，节省燃料消耗，增加燃料系统续航时间。 如图I所示，实施上述方法的装置包括第一变换器I、第二变换器2、第一供电支路3、第二供电支路4和远程接口控制单元5，其中第一变换器I的输入端通过第一供电支路3连接电源(该电源可以为备用电源，如蓄电池等，也可以为市电等)，第二变换器2通过第二供电支路4连接燃料电池系统的供电输出端，第一变换器I和第二变换器2各自独立实现DCDC变换功能，第一变换器I的输出端与第二变换器2的输出端并联后直接连接供气装置，第一变换器I和第二变换器2接收远程接口控制单元的控制要求，远程接口控制单元5分别连接第一变换器I和第二变换器2，远程接口控制单元5根据外部信号控制策略及检测第一变换器I和第二变换器2的状态，执行外部指令并控制可切换工作的第一变换器I和第二变换器2。在燃料电池系统中，当燃料电池系统待机时，与燃料电池系统连接的第二供电支路4不向第二变换器2供电，而由于第一供电支路3连接的是电源是一直有供电的，可向第一变换器I供电，第一变换器I是否工作并输出电能要由燃料电池控制系统发送启动指令来决定。当燃料电池系统需要工作并输出电能时，燃料控制系统先向第一变换器I发送启动指令，随即第一变换器I输出电能，驱动燃料电池系统的供气装置。供气装置向燃料电池系统提供氧化剂，使燃料电池具备输出电能的条件之一成立。当燃料电池系统输出电能后，即第二供电支路4已经具备输出电能的能力。燃料电池控制系统在适当的时候对供电支路进行切换，由第二供电支路4提供电能，启动第二变换器2工作，并停止第一变换器I的运行。在燃料电池运行过程中，燃料电池系统根据系统控制策略自由在第一供电支路3与第二供电支路4之间切换，及启动与停止第一变换器I和第二变换器2。实施例2如图2所示，一种直流双路输入的供电切换方法及实施该方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，该方法是由外部接口控制单元控制切换装置，对两路直流输入供电进行切换，使燃料电池供气装置从电源取电或者从燃料电池系统取电。2.根据权利要求I所述的一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，所述的切换装置由两个可切换的变换器组成，或者由两个可切换的电路连接同一变换器组成。3.根据权利要求2所述的一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，所述的变换器包括D⑶C电源模块，变换器为由全桥、半桥、H桥、BUCK、BOOST中任一或组合所组成的拓朴电路结构。4.根据权利要求2所述的一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，所述的变换器为隔离变换器或非隔离变换器。5.根据权利要求I所述的一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，所述的接 口控制单元包括分立元件、集成1C、数字微控制器或可编程逻辑单元，接口控制单元检测切换装置的状态，为远程设备提供切换装置状态信息。6.根据权利要求I所述的一种直流双路输入的供电切换方法，其特征在于，所述的接口控制单元的电路为光耦隔离器件、电阻、电容、二极管之一或者其组合。7.一种实施如权利要求I所述的直流双路输入的供电切换方法的装置，其特征在于，该装置包括切换装置、第一供电支路、第二供电支路和接口控制单元，所述的切换装置由可切换的第一变换器和第二变换器组成，所述的第一变换器的输入端通过第一供电支路连接电源，所述的第二变换器通过第二供电支路连接燃料电池系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕光，胡磊，高勇，
申请(专利权)人：上海恒劲动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：