[发明专利]具有串联连接的子系统的燃料电池系统

权利要求书

1.一种旁路系统，包括：

燃料电池系统，包括

第一燃料电池模块，

与第一燃料电池模块串联电连接的第二燃料电池模块，以及

与第一燃料电池模块和第二燃料电池模块并联电连接的第三燃料电池模块，

开关器件，电耦合在第三燃料电池模块与第一和第二燃料电池模块之间；和

控制器，被配置为响应于第一燃料电池模块和第二燃料电池模块中的至少一个的输出电压小于阈值，操作以断开开关器件，以便将第一和第二燃料电池模块与第三燃料电池模块断连，并且从第三燃料电池模块提供持续不中断的输出电压流动。

2.根据权利要求1所述的旁路系统，其中，所述开关器件是接触器和半导体开关器件之一，并且其中所述半导体开关器件是场效应晶体管和双极结型晶体管之一。

3.根据权利要求1所述的旁路系统，进一步包括电连接到燃料电池系统的输出的直流DC-DC转换器，其中第三燃料电池模块的输出电压对应于DC-DC转换器的最小输入电压。

4.根据权利要求1所述的旁路系统，进一步包括电连接到第一燃料电池模块和第二燃料电池模块中的至少一个的二极管，以防止响应于开关器件断开而朝向第一和第二燃料电池模块的反向电流流动。

5.根据权利要求1所述的旁路系统，其中，在开关器件断开之前，燃料电池系统的总输出电压对应于第三燃料电池模块的输出电压与第一燃料电池模块和第二燃料电池模块的输出电压之和的组合。

6.根据权利要求1所述的旁路系统，其中，响应于开关器件断开，燃料电池系统的总输出电压对应于第三燃料电池模块的输出电压。

7.一种操作旁路系统的方法，包括：

响应于燃料电池系统的第一燃料电池模块和第二燃料电池模块中的至少一个的输出电压小于阈值，

断开开关器件以将燃料电池系统的第一和第二燃料电池模块与第三燃料电池模块电断连，以从第三燃料电池模块提供持续不中断的输出电压流动，其中第一燃料电池模块串联电连接到第二燃料电池模块，并且第三燃料电池模块并联电连接到第一燃料电池模块和第二燃料电池模块。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，断开开关器件包括断开接触器和半导体开关器件之一，并且其中半导体开关器件是场效应晶体管和双极结型晶体管之一。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将燃料电池系统的输出电耦合到DC-DC电流转换器，其中来自第三燃料电池模块的输出电压对应于DC-DC转换器的最小输入电压。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将二极管电连接到第一燃料电池模块和第二燃料电池模块中的至少一个，以防止响应于开关器件断开而发生朝向第一和第二燃料电池模块的反向电流流动。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，在断开开关器件之前，燃料电池系统的总输出电压对应于第三燃料电池模块的输出电压与第一燃料电池模块和第二燃料电池模块的输出电压之和的组合。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，响应于开关器件的断开，燃料电池系统的总输出电压对应于第三燃料电池模块的输出电压。