專利名稱：一種燃料電池系統能量管理架構系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃料電池技術領域，特別涉及燃料電池發電系統內部架構管理系統。
背景技術：
現有技術中的燃料電池發電系統，其工作過程中輸出電壓，一般不是燃料電池 發電系統中各元件所需的電壓，故需要進行電壓等級轉換，如專利ZL200920016349.9和 ZL201010108281.4所公開的技術，燃料電池發電系統內部都經至少三次電壓等級變換，即 啟動過程中啟動電瓶經電壓變換帶動燃料電池系統工作；燃料電池系統工作后，燃料電池 輸出電壓分別經兩次電壓變換供燃料電池發電系統內部高壓工作部件與低壓工作部件工 作。現有技術的不足是系統內部電壓等級過多，在電壓等級轉換中比例性的消耗了一部分 功率，造成電能浪費；系統結構復雜、效率較低、泛用性差。
發明內容
本發明的目的是提供一種燃料電池系統能量管理架構方案，克服傳統技術的不 足。本發明的技術方案是一種燃料電池系統能量管理架構系統，包括燃料電池、控制 器、啟動電瓶、啟動電瓶充電器、開關K、繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3、二極管D1、二極管 D2和系統輸出電源，其特征在于所述燃料電池系統能量管理架構系統內部的工作部件分為 AC220V高壓工作部件與DC24V低壓工作部件兩部分，所述燃料電池系統能量管理架構系統 還包括多路輸出變壓電源，多路輸出變壓電源設有一個輸入端、一個高壓輸出端和一個低 壓輸出端；所述啟動電瓶輸出端連接開關K 一端，開關K另一端分別連接繼電器Kl 一端和 低壓工作部件，繼電器Kl另一端依次連接二極管D1、多路輸出變壓電源輸入端；所述燃料 電池輸出端依次連接二極管D2和繼電器K2 —端，繼電器K2另一端分別連接多路輸出變 壓電源輸入端與系統輸出電源輸入端；所述多路輸出變壓電源低壓輸出端連接低壓工作部 件，多路輸出變壓電源高壓輸出端分別連接高壓工作部件與充電器輸入端；充電器輸出端 連接繼電器K3 —端，繼電器K3另一端連接啟動電瓶；繼電器Kl、繼電器K2和繼電器K3的 控制部分與控制器相連，根據控制策略控制繼電器開關。本發明所述的一種燃料電池電源能量管理架構方案，其特征在于所述高壓工作部 件的電壓為AC220V，低壓工作部件的電壓為DCMV。本發明所述的一種燃料電池電源能量管理架構方案，其特征在于所述啟動電瓶為 對伏/1(^!1-3(^!1鋰電池。本發明所述的一種燃料電池電源能量管理與架構方案，其特征在于所述多路輸出 變壓電源輸入為DC20V-DC150V，高壓輸出端輸出為AC220V，低壓輸出端輸出為DCMV。本發明的燃料電池管理系統的工作程序是閉合開關K，燃料電池系統低壓部分 上電，系統中低壓工作部件及控制器進入上電狀態。控制器根據控制策略控制繼電器Kl閉 合，多路輸出變壓電源開始工作，高壓輸出端輸出高壓工作部件需要的電壓，系統中高壓工作部件進入工作狀態。高壓工作部件在控制器控制下工作，啟動燃料電池。當燃料電池正 常工作后，控制器閉合繼電器K2，斷開繼電器K1，啟動電瓶停止工作，燃料電池系統取代啟 動電瓶為多路輸出變壓電源供電。多路輸出變壓電源兩輸出端分別為高壓工作部件與低壓 工作部件供電。燃料電池系統啟動完成。當需要燃料電池發電系統供電時，閉合系統輸出 電源上的系統輸出開關，燃料電池發電系統開始向外部供電。其中，系統內部二極管Dl防 止了燃料電池輸出的高電壓進入低壓電路中。如需不同等級輸出電壓，可通過更換系統輸出電源變換模塊，如原系統輸出電源 模塊為輸入DC90V-DC150V輸出AC220V，將其更換為輸入DC90V_DC150V輸出DC48V， 從而實現系統不同電壓等級輸出。本系統與現有技術方案相比具有以下有益效果1.簡化了結構，減少了系統內部電壓等級，從而提高了系統可靠性和燃料電池發 電系統效率。2.結構的簡化和電壓等級的減少，降低了系統成本。3.通過更換系統輸出電源模塊，可很方便的變換燃料電池發電系統輸出電壓等 級。提高了燃料電池發電系統的泛用性。
本發明有附圖二幅，其中圖1是本發明的燃料電池發電系統的原理框圖。圖2是本發明的燃料電池發電系統實施例的原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖給出的實施例對本發明作進一步說明。實施例包括燃料電池、控制器、啟動電瓶、啟動電瓶充電器、開關K、繼電器K1、繼 電器K2、繼電器K3、二極管D1、二極管D2、多路輸出變壓電源、高壓工作部件、低壓工作部件 和系統輸出電源，多路輸出變壓電源，多路輸出變壓電源設有一個輸入端、一個AC220V高 壓輸出端和一個DCMV低壓輸出端；啟動電瓶輸出端連接開關K一端，開關另一端分別連接 繼電器Kl 一端和低壓工作部件，繼電器Kl另一端依次連接二極管D1、多路輸出變壓電源 輸入端；燃料電池輸出端依次連接二極管D2、繼電器K2 —端、繼電器K2另一端分別連接多 路輸出變壓電源輸入端與系統輸出電源輸入端；多路輸出變壓電源低壓輸出端連接低壓工 作部件，多路輸出變壓電源高壓輸出端分別連接高壓工作部件與充電器輸入端；充電器輸 出端連接繼電器K3，繼電器K3另一端連接啟動電瓶；繼電器K1、繼電器K2和繼電器K3的 控制部分與控制器相連，根據控制策略控制繼電器開關。系統輸出電源如圖2所示。開關K 為手動開關。繼電器Kl和K3為LY2J常開繼電器，繼電器K2為EV200AAA常開繼電器，繼 電器Kl、繼電器K2和繼電器K3統一由控制器根據程序控制。啟動電瓶為DCMV/30AH鋰電 池。燃料電池功率為15KW。多路輸出變壓電源功率3. 5KW輸入范圍為DC20V-DC150V，輸出 分為兩路，分別為AC220V(工作范圍DC20V-DC150V)與DC24V(工作范圍DC90V-DC150V)。 系統輸出電源功率IOKW輸入范圍為DC90V-DC150V，輸出為AC220V。充電器為DCMV/5AH。 高壓工作部件統一工作電壓為AC220V。低壓工作部件統一工作電壓為DCMV。
權利要求
1.一種燃料電池系統能量管理架構系統，包括燃料電池、控制器、啟動電瓶、啟動電瓶 充電器、開關K、繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3、二極管D1、二極管D2和系統輸出電源，其 特征在于所述燃料電池系統能量管理架構系統內部的工作部件分為AC220V高壓工作部件 與DC24V低壓工作部件兩部分，所述燃料電池系統能量管理架構系統還包括多路輸出變壓 電源，多路輸出變壓電源設有一個輸入端、一個高壓輸出端和一個低壓輸出端；所述啟動電 瓶輸出端連接開關K 一端，開關K另一端分別連接繼電器Kl 一端和低壓工作部件，繼電器 Kl另一端依次連接二極管D1、多路輸出變壓電源輸入端；所述燃料電池輸出端依次連接二 極管D2和繼電器K2 —端，繼電器K2另一端分別連接多路輸出變壓電源輸入端與系統輸出 電源輸入端；所述多路輸出變壓電源低壓輸出端連接低壓工作部件，多路輸出變壓電源高 壓輸出端分別連接高壓工作部件與充電器輸入端；充電器輸出端連接繼電器K3 —端，繼電 器K3另一端連接啟動電瓶；繼電器Kl、繼電器K2和繼電器K3的控制部分與控制器相連， 根據控制策略控制繼電器開關。
2.根據權利要求1所述的一種燃料電池電源能量管理架構方案，其特征在于所述高壓 工作部件的電壓為AC220V，低壓工作部件的電壓為DCMV。
3.根據權利要求1所述的一種燃料電池電源能量管理架構方案，其特征在于所述啟動 電瓶為M伏/10AH-30AH鋰電池。
4.根據權利要求1所述的一種燃料電池電源能量管理與架構方案，其特征在于所述 多路輸出變壓電源輸入為DC20V-DC150V，高壓輸出端輸出為AC220V，低壓輸出端輸出為 DC24V。
全文摘要
一種燃料電池系統能量管理架構系統，包括燃料電池、控制器、啟動電瓶、啟動電瓶充電器、開關K、繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3、二極管D1、二極管D2、系統輸出電源、高壓工作部件、低壓工作部件和多路輸出變壓電源。啟動電瓶連接開關K，開關K分別連接繼電器K1與低壓工作部件。繼電器K1依次連接二極管D1、多路輸出變壓電源。燃料電池輸出端依次連接二極管D2和繼電器K2，繼電器K2另一端分別連接多路輸出變壓電源與系統輸出電源。多路輸出變壓電源低壓端輸出連接低壓工作部件，高壓輸出端分別連接高壓工作部件與充電器輸入端。繼電器由控制器控制開關。本系統具有實現成本低、結構簡單、操作方便、泛用性強、安全可靠等優點。
文檔編號H01M8/04GK102097637SQ201110007429
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者丁鵬, 侯中軍, 王克勇, 石偉玉, 臧振明, 陳明 申請人:新源動力股份有限公司