專(zhuān)利名稱(chēng)：一種燃料電池電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的電源管理。
背景技術(shù)：
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)被應(yīng)用在車(chē)輛、潛艇、家用電站、UPS電源等場(chǎng)合時(shí)，很多場(chǎng)合需要燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在不需要外部供電的條件下啟動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，需要高壓?jiǎn)?dòng)電瓶和低壓?jiǎn)?dòng)電瓶，高壓?jiǎn)?dòng)電瓶給燃料電池發(fā)電系統(tǒng)高壓控制器供電，低壓?jiǎn)?dòng)電瓶給燃料電池發(fā)電系統(tǒng)低壓控制器供電，待系統(tǒng)啟動(dòng)成功后，需要燃料電池發(fā)電系統(tǒng)給高壓?jiǎn)?dòng)電瓶和低壓?jiǎn)?dòng)電瓶充電，此技術(shù)方案具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且硬件成本高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在無(wú)需外部提供高壓?jiǎn)?dòng)電源的條件下啟動(dòng)的技術(shù)方案。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種燃料電池電源管理系統(tǒng)，包括由線路連接的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、負(fù)載和電源管理單元，電源管理單元包括低壓控制器和高壓控制器，低壓控制器和高壓控制器分別控制著燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的低壓元件和高壓元件，其特征是所述電源管理單元還包括啟動(dòng)低壓電瓶、一級(jí)電壓變換器、二級(jí)電壓變換器、電瓶充電電路、開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)11 ，所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)線路與二級(jí)電壓變換器輸入端連接，二級(jí)電壓變換器輸出端輸出三路電源一路通過(guò)開(kāi)關(guān)II與負(fù)載連接，第二路與高壓控制器連接，第三路通過(guò)電瓶充電電路與啟動(dòng)低壓電瓶的輸入端相連；所述啟動(dòng)低壓電瓶的輸出端輸出二路電源一路由線路通過(guò)開(kāi)關(guān)I與低壓控制器連接，另一路通過(guò)一級(jí)電壓變換器和一個(gè)二極管與二級(jí)電壓變換器輸入端相連。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述低壓?jiǎn)?dòng)電瓶為12伏/50AH鉛酸蓄電池。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)電壓變換器為直流/直流變換器。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)電壓變換器的輸入電壓為12伏直流，輸出電壓為48伏直流。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述二級(jí)電壓變換器是直流/交流變換器。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述二級(jí)電壓變換器的輸入電壓為45伏 100伏直流，輸出電壓為220伏交流。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述電瓶充電電路為電瓶充電器。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述電瓶充電電路的電瓶
3充電器的輸入電壓為220伏交流，最大充電電流為IOA，充電電壓12伏。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II為負(fù)
載開(kāi)關(guān)繼電器。 本實(shí)用新型所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II的負(fù) 載開(kāi)關(guān)繼電器的電壓為IOOV，額定電流為120A。 本實(shí)用新型的燃料電池電源管理系統(tǒng)的工作程序是當(dāng)合上開(kāi)關(guān)I，啟動(dòng)低壓電 瓶向外供電，低壓控制器進(jìn)入上電待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)，啟動(dòng)低壓電瓶向外供的電經(jīng)過(guò)一級(jí)電壓 變換器、二極管和二級(jí)電壓變換器使高壓控制器進(jìn)入上電待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)接到開(kāi)機(jī)指令 啟動(dòng)后，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)處于發(fā)電狀態(tài)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓高于一級(jí)電壓變 換器輸出電壓，此時(shí)，高壓控制器電源由燃料電池發(fā)電系統(tǒng)本身提供，同時(shí)，燃電池發(fā)電系 統(tǒng)通過(guò)二級(jí)電壓變換器和充電電路向啟動(dòng)低壓電瓶充電；系統(tǒng)啟動(dòng)成功后，開(kāi)關(guān)II吸合， 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)向開(kāi)始負(fù)載供電，進(jìn)入燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和負(fù)載之間的正常運(yùn)行。當(dāng)系 統(tǒng)接到關(guān)機(jī)指令，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)停止功率輸出，此時(shí)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、低壓控制器 和高壓控制器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)停止向啟動(dòng)低壓電瓶充電，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 11 ，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)停止給負(fù)載供電。 本系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，且成本低和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在無(wú)需外部供電的條件下啟動(dòng)，需高壓?jiǎn)?dòng)電瓶和 高壓充電電路。

本實(shí)用新型有附圖二幅，其中 圖1是本實(shí)用新型的燃料電池電源管理系統(tǒng)的原理框圖， 圖2是本實(shí)用新型的燃料電池電源管理系統(tǒng)實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、負(fù)載和電源管理單元按圖2所示的線路連接。燃料電池發(fā)電 系統(tǒng)為5kw燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。電源管理單元的低壓控制器和高壓控制器分別控制著燃料 電池發(fā)電系統(tǒng)的低壓元件和高壓元件。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)線路與電源管理單元的二 級(jí)電壓變換器輸入端連接，二級(jí)電壓變換器輸出端輸出三路電源一路通過(guò)開(kāi)關(guān)II與負(fù)載 連接，第二路與高壓控制器連接，第三路通過(guò)電瓶充電電路與啟動(dòng)低壓電瓶的輸入端相連； 啟動(dòng)低壓電瓶的輸出端輸出二路電源一路由線路通過(guò)開(kāi)關(guān)I與低壓控制器連接，另一路 通過(guò)一級(jí)電壓變換器和一個(gè)二極管與二級(jí)電壓變換器輸入端相連。低壓?jiǎn)?dòng)電瓶為12伏 /50AH鉛酸蓄電池。 一級(jí)電壓變換器為直流/直流變換器，其輸入電壓為12伏直流，輸出電 壓為48伏直流，功率為500W。 二級(jí)電壓變換器是直流/交流變換器，其輸入電壓為45伏 100伏直流，輸出電壓為220伏交流。電瓶充電電路為電瓶充電器，其輸入電壓為220伏交 流，最大充電電流為10A，充電電壓12伏。開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II為負(fù)載開(kāi)關(guān)繼電器。負(fù)載開(kāi)關(guān) 繼電器的電壓為IOOV，額定電流為120A。 低壓控制器為12伏控制器，該控制器可以檢測(cè)5kw燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的溫度信號(hào)、壓力信號(hào)、電壓信號(hào)和電流信號(hào)等，同時(shí)控制5kw燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的繼電器、電磁閥
和高壓控制器的狀態(tài)，根據(jù)其控制程序?qū)崿F(xiàn)5kw燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的邏輯控制； 高壓控制器為lkw/220V水泵變頻器和2kw/220V風(fēng)機(jī)變頻器，用于控制5kw燃料
電池發(fā)電系統(tǒng)中水泵及風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。
權(quán)利要求一種燃料電池電源管理系統(tǒng)，包括由線路連接的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、負(fù)載和電源管理單元，電源管理單元包括低壓控制器和高壓控制器，低壓控制器和高壓控制器分別控制著燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的低壓元件和高壓元件，其特征是所述電源管理單元還包括啟動(dòng)低壓電瓶、一級(jí)電壓變換器、二級(jí)電壓變換器、電瓶充電電路、開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II，所述燃料電池發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)線路與二級(jí)電壓變換器輸入端連接，二級(jí)電壓變換器輸出端輸出三路電源一路通過(guò)開(kāi)關(guān)II與負(fù)載連接，第二路與高壓控制器連接，第三路通過(guò)電瓶充電電路與啟動(dòng)低壓電瓶的輸入端相連；所述啟動(dòng)低壓電瓶的輸出端輸出二路電源一路由線路通過(guò)開(kāi)關(guān)I與低壓控制器連接，另一路通過(guò)一級(jí)電壓變換器和一個(gè)二極管與二級(jí)電壓變換器輸入端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述低壓?jiǎn)?dòng)電瓶為12 伏/50AH鉛酸蓄電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)電壓變換器為 直流/直流變換器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)電壓變換器的 輸入電壓為12伏直流，輸出電壓為48伏直流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述二級(jí)電壓變換器是 直流/交流變換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述二級(jí)電壓變換器的 輸入電壓為45伏 100伏直流，輸出電壓為220伏交流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述電瓶充電電路為電 瓶充電器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述電瓶充電電路的電 瓶充電器的輸入電壓為220伏交流，最大充電電流為IOA，充電電壓12伏。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II為 負(fù)載開(kāi)關(guān)繼電器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料電池電源管理系統(tǒng)，其特征在于所述開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II 的負(fù)載開(kāi)關(guān)繼電器的電壓為IOOV，額定電流為120A。
專(zhuān)利摘要一種燃料電池電源管理系統(tǒng)，包括燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、負(fù)載和電源管理單元，電源管理單元包括低壓控制器、高壓控制器，啟動(dòng)低壓電瓶、一級(jí)電壓變換器、二級(jí)電壓變換器、電瓶充電電路、開(kāi)關(guān)I和開(kāi)關(guān)II，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)與二級(jí)電壓變換器輸入端連接，二級(jí)電壓變換器輸出端輸出三路電源一路通過(guò)開(kāi)關(guān)II與負(fù)載連接，第二路與高壓控制器連接，第三路通過(guò)電瓶充電電路與啟動(dòng)低壓電瓶相連；所述啟動(dòng)低壓電瓶的輸出端輸出二路電源一路通過(guò)開(kāi)關(guān)I與低壓控制器連接，另一路通過(guò)一級(jí)電壓變換器和一個(gè)二極管與二級(jí)電壓變換器輸入端相連。本裝置可以實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在無(wú)需外部供電的條件下啟動(dòng)，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201509088SQ200920016349
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者侯中軍, 孫德堯, 孫茂喜, 明平文, 王克勇, 陳明 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司