[实用新型]一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置，包括缓冲切换电路、信号检测电路和缓冲控制器；所述缓冲切换电路包括负载通路和电阻通路，所述负载通路包括输入电压电流变送器、母线接触器、防倒流二极管和输出电压电流变送器；信号检测电路检测缓冲切换电路的输入输出信号，并将检测信号传送至缓冲控制器；缓冲控制器接收信号检测电路检测信号，并向母线接触器和电阻接触器分别发送控制信号。本实用新型能够实现燃料电池启动时的缓冲功能，使得燃料电池输出电压经过变换后更加稳定，对燃料电池进行保护，达到延长燃料电池使用寿命，减小对直流变换器输入电压范围的要求，减少直流变换器成本以及选型难度。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置。

背景技术

新能源作为未来的发展方向及研究热点，已经得到国家机构及各领域学者的广泛关注，其中氢能以清洁环保，能量密度高，使用便捷安全等优势，被普遍认为是可能会取代化石燃料成为主要能量载体的能量源之一。燃料电池是利用氢能产生氢能产生电能的装置，其中质子交换膜燃料电池具有常温运行，功率等级在几百瓦到几十千瓦等特点，在交通运输及微电网得到了较多的应用。

燃料电池作为一项新技术，虽然具有各种优点，但同时也有许多尚不成熟之处。如目前燃料电池电堆成本较高，往往每千瓦的成本在上万元，同时使用寿命较为有限，实验环境下测试可达几千小时的运行时间，但在许多工业应用情况下，面对恶劣的工况，寿命往往小于两千小时。国内外的学者通过研究指出，燃料电池频繁启停机及输出功率骤变是影响燃料电池寿命的主要因素。

在实际运用中，由于燃料电池不像普通的电源可以做到恒压输出，因此为保持后级用电设备得到稳定高质量的电源，需要在燃料电池输出后加入一级直流变换器来稳定输出电压。燃料电池的输出电压随着输出功率的上升而下降，这被称为极化现象，这一现象的出现，使得后级直流变换器必须选用宽输入范围的变换器，同时如果负载需求电压在极化曲线段内，还需要使用升降压型直流变换器，增加了成本及直流变换器的选型难度。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置，能够实现燃料电池启动时的缓冲功能，使得燃料电池输出电压经过变换后更加稳定，对燃料电池进行保护，达到延长燃料电池使用寿命，减小对直流变换器输入电压范围的要求，减少直流变换器成本以及选型难度。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种燃料电池供电系统的缓冲启动装置，包括缓冲切换电路、信号检测电路和缓冲控制器；

所述缓冲切换电路包括负载通路和电阻通路，所述负载通路包括输入电压电流变送器、母线接触器、防倒流二极管和输出电压电流变送器，所述输入电压电流变送器的输出端依次经过母线接触器和防倒流二极管连接至输出电压电流变送器的输入端；所述电阻通路包括依次连接的电阻接触器和耗散电阻，所述输入电压电流变送器的输出端还连接至电阻接触器；所述输入电压电流变送器的输入端连接至燃料电池组件，所述输出电压电流变送器的输出端连接至负载组件；

所述信号检测电路分别连接至缓冲切换电路和缓冲控制器，检测缓冲切换电路的输入输出信号，并将检测信号传送至缓冲控制器；

所述缓冲控制器分别连接至母线接触器和电阻接触器，接收信号检测电路检测信号，并向母线接触器和电阻接触器分别发送控制信号。

进一步的是，所述信号检测电路包括信号调理电路和信号检测元件；所述信号检测元件设置在输入电压电流变送器和输出电压电流变送器处，所述信号检测元件连接至调理电路，所述调理电路连接至缓冲控制器。