[实用新型]一种基于燃料电池混合电源能量流控制装置

说明书

本实用新型提供一种基于燃料电池混合电源能量流控制装置，属于燃料电池技术领域。该基于燃料电池混合电源能量流控制装置包括燃料电池模块和储蓄电池模块，燃料电池模块设有功率控制件，储蓄电池模块设有电池容量件。本实用新型中的功率控制件在实时容量大于第一容量时降低输出功率，功率控制件在实时容量小于第二容量时增大输出功率同时为负载供电和为储蓄电池模块充电以使电池容量件检测的实时容量为预设容量，保证燃料电池模块趋于稳定运行，提高燃料电池模块的寿命，优化储蓄电池模块的状态，使其避免过冲过放，处于较优的状态下工作，结合燃料电池模块和储蓄电池模块各自的优点，提高系统的可靠性。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种基于燃料电池混合电源能量流控制装置。

背景技术

燃料电池作为供电系统具有诸多优点，但其动态响应具有一定的时滞性。当负载功率波动时，燃料电池的输出功率需经过一段时间的调整才能适应负载的变化。因此，需要能量密度和功率密度都较大的辅助供电装置与燃料电池互补，共同为负载供电，在保证运行性能的前提下，提高能源利用率。燃料电池发挥供电时间长，效率高等优势；辅助供电装置发挥其响应快、能量回馈容易等特点，以弥补燃料电池动态响应速度慢的缺陷。

燃料电池在实际应用环境中，存在加载、降载、稳定等多种工况，导致混合电源功率的波动不可控。燃料电池使一个典型的多输入/多输出、强耦合非线性系统，其输出电压与负载、氢气流量、空气流量、温度、湿度等参数呈严重的非线性关系。当负载频繁波动时，燃料电池的性能、寿命会大大下降。辅助供电装置的输入特性比较复杂，其荷电状态（SOC）与电压、电流、温度等参数也呈非线性关系，导致SOC难以测量与控制。另外，为了减小体积和重量，辅助供电装置应尽可能小，这又增加了系统控制的困难。因此，设计控制器提高燃料电池的动态响应能力，并合理控制燃料电池，辅助供电装置及负载间的能量流，保证电源系统连续、平稳运行，并提高燃料电池的耐久性是一个关键问题。

在应用中，一般选择储能电池与燃料电池一同构成混合电源，综合利用燃料电池供电时间长、储能电池功率突变特性强、能量密度大的优势，满足负载需求。这两种能量源具有不同的功率变化梯度、连续充放电时间特性和约束条件，而且因输出功率波动剧烈，致使电源系统中的DC/DC等电力装置长期工作在非平稳状态，系统工作点处于动态变化中，保证混合电源系统在恶劣的工作环境中仍然能高品质稳定运行将面临挑战。

实用新型内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种基于燃料电池混合电源能量流控制装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种可以保证燃料电池稳定运行的控制装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种基于燃料电池混合电源能量流控制装置，用以给负载供电，包括燃料电池模块和储蓄电池模块，所述燃料电池模块设有用以在预设时间内控制燃料电池模块输出功率的功率控制件，所述储蓄电池模块设有用以检测储蓄电池模块实时容量的电池容量件，所述功率控制件在电池容量件检测的实时容量大于第一容量时降低燃料电池模块的输出功率、在电池容量件检测的实时容量小于第二容量时增大燃料电池模块的输出功率为负载供电和为储蓄电池模块充电以使电池容量件检测的实时容量为预设容量。

优选的，所述燃料电池模块设有用以在功率控制件控制燃料电池模块输出功率时限定输出功率在在第一功率和第二功率内的功率限定件。

优选的，还包括用以在储蓄电池模块充电时检测充电电流的电流检测件。

优选的，还包括用以在储蓄电池模块充电时稳定充电电流的稳流件。

优选的，所述稳流件为稳流器。

优选的，还包括用以在电池容量件检测的实时容量为预设容量时报警的报警器。

优选的，还包括用以断开燃料电池模块和储蓄电池模块之间的电路的断电件和用以在电池容量件检测的实时容量为预设容量时控制断电件的控制器。