一种燃料电池系统的供电控制方法与流程

文档序号:11837685阅读:474来源:国知局

本发明属于氢能源技术领域,涉及一种燃料电池系统的供电控制方法。



背景技术:

当市电断电后,使用的应急电源,一般是柴油发电机和铅酸蓄电池,众所周知,柴油发电机和铅酸蓄电池,对环境均有污染,柴油发电机,产生大量的CO和CO2;铅酸蓄电池中的铅是具有严重污染性的重金属,铅的大量排放,对人体和环境有严重的破坏性。当今市场出现环保氢能发电机解决了环境污染问题,但是这些氢能发电机必须人工操作,且操作人员需要待在现场。



技术实现要素:

发明目的:针对现有技术的上述不足,本发明提供了一种燃料电池系统的供电控制方法,使设备会在市电断电后自行启动发电,当市电上电后能自行关闭处于待机状态,不需要人工操作,操作简单,维护方便。

技术方案:为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为:

一种燃料电池系统的供电控制方法,包括以下步骤:

1)市电断电与否的检测,供氢压力检测;

通过市电检测模块检测市电供电情况,在市电供电正常状态下,不启动燃料电池系统进行发电;在市电断电情况下,备用电池电压≥51.5V时,不启动燃料电池系统;在市电断电情况下,且备用电池电压<51.5V时,通过供氢压力检测模块检测供氢系统压力是否大于1MPa,检测结果为是,启动燃料电池发电系统进行发电;检测结果为否,不启动燃料电池发电系统,并进行报警提示;

2)燃料电池发电系统启动,输出电能;

3)市电检测模块检测到市电供电后,关闭燃料电池发电系统,设备处于待机状态,为下次断电做准备。

步骤1)中,供氢系统分三路供氢气路,气路1、气路2和共路气路,分别给燃料电池供氢,当气路1的气使用完,自动切换到气路2供气,切换同时进行报警提示,操作人员及时更换气瓶,保证供给的氢气量。

所述的燃料电池系统的供电控制方法,市电检测模块检测到市电上电后,关闭燃料电池发电系统,打开散热排风扇,关闭供氢系统,然后关闭电能输出系统,当燃料电池的温度降至40℃时,关闭散热排风扇,停止运行,设备处于待机状态,为下一次市电断电做准备。

有益效果:与现有技术相比,本发明燃料电池系统的供电控制方法,使设备会在市电断电后自行启动发电,当市电上电后能自行关闭处于待机状态,不需要人工操作,操作简单,维护方便,具有很好的实用性。

附图说明

图1为具有全自动供电断电的燃料电池控制方法的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种燃料电池系统的供电控制方法,流程如图1所示,包括以下步骤:

1、市电断电与否的检测,供氢压力检测。

通过市电检测模块检测市电供电情况,在市电供电正常状态下,不启动燃料电池发电系统进行发电;在市电断电情况下,备用电池电压≥51.5V时,不启动。在市电断电情况下,且备用电池电压<51.5V时,通过供氢压力检测模块检测供氢系统压力是否大于1MPa,检测结果为是,启动燃料电池发电系统进行发电。检测结果为否,不启动燃料电池发电系统,并进行报警提示。

其中,供氢系统分三路供氢气路,气路1、气路2和共路气路,分别给燃料电池供氢,当气路1的气使用完,自动切换到气路2供气,切换同时进行报警提示,操作人员及时更换气瓶,保证供给的氢气量。

2、燃料电池发电系统启动,输出电能。

燃料电池控制系统运行,产出的电能通过输出系统供给设备,具体过程如下:

1)开机:风阀电源开关打开,风阀控制开关打开,计时2min,计时10s,两种计时且同时进行;2min时间到,风阀电源开关关闭。10s时间到,同时判断两气路压,气路1压力>=1Mpa以及气路2压力>=1Mpa,当气路1压力>=1Mpa时,判断气路1压力是否<气路2压力,是则打开气路2电磁阀,否则打开气路1电磁阀,然后气路阀状态为ON,计时10s;当气路1压力<1Mpa时,关断气路1换气报警;判断气路2压力是否>=1Mpa,是则判断气路1压力是否<气路2压力,过程同前述,否则关断气路2换气报警。10s时间到,判断0.6bar<=进气压力<=1.5bar,是则进气阀打开,计时0.1s,风机同时打开15%,否则关闭气路2通气,报警;0.1s时间到,排气阀开,计时2s;2s时间到,排气阀关,延时10s;10s时间到,短路开关打开,计时20ms;20ms时间到,短路开关关闭,延时2s;2s时间到,排气阀打开,计时0.25s;0.25s时间到,排气阀关闭,延时5s;5s时间到,短路开关打开,计时200ms;200ms时间到,短路开关关闭;计时2s,2s时间到,排气阀打开;计时0.25s,0.25s时间到,排气阀关闭;判断FC电压>=50V,否则关闭,FC坏报警;是则FC输出开关打开;延时5s,5s时间到,DC/DC开关打开;延时5s,5s时间到,测量FC电压、电流;判断FC电压>=30V,否则关断,FC坏报警;是则计算P;排气间隔15s与排气时间0.25s;计时运行2min;2min时间到,燃料电池运行正常;开机结束。

2)FC正常发电:FC运行正常,FC电流测量值,FC电压测量值;判断FC电压>=30V,否则关断,欠压报警;是则同时执行:对应排气阀打开时间,间隔时间运行,对应温度目标值运行,燃料电池运行时间,FC短路运行,气体切换运行;然后判断FC电流>65A,是则关断,过流报警。

排气阀运行:0A<FC电流值<=19.5A,排气阀开;计时0.25s,0.25s时间到,排气阀关;计时30s。19.5A<FC电流值<=39A,排气阀开;计时0.25s,0.25s时间到,排气阀关;计时20s。39A<FC电流值<=65A,排气阀开;计时0.25s,0.25s时间到,排气阀关;计时15s。

风机运行:0A<FC电流值<=6.5A,FC温度目标值=43℃,PWM控制风机转速,FC温度测量值>58℃,关断;FC温度过高报警。6.5A<FC电流值<=13A,FC温度目标值=44℃,PWM控制风机转速,FC温度测量值>58℃,关断;FC温度过高报警。以此原理,依次持续判断FC电流值区间,以及FC温度目标值,最后一个区间为58.5A<FC电流值<=65A,FC温度目标值=52℃,PWM控制风机转速,FC温度测量值>58℃,关断;FC温度过高报警。

短路运行:运行时间计时,计时30min,30min时间到,短路开关打开;计时10ms。

气体切换运行:判断气路状态为1号使用,是则判断1号压力>0.1Mpa,否则判断2号压力>0.1Mpa,1号压力>0.1Mpa及2号压力>0.1Mpa均为否时,关断气路1和气路2,报警。1号压力>0.1Mpa为是,则判断1号压力<0.8Mpa,1号气路换气报警,1号压力<0.5Mpa,气路1电磁阀延时2s关闭;气路2电磁阀打开。2号压力>0.1Mpa为是,则判断2号压力<0.8Mpa,2号气路换气报警,2号压力<0.5Mpa,气路2电磁阀延时2s关闭;气路1电磁阀打开。

3、当市电上电后,关闭燃料电池发电系统,设备处于待机状态,为下次断电做准备。

市电上电后,市电检测模块检测到市电上电后,关闭燃料电池发电系统,打开散热排风扇,关闭供氢系统,然后关闭电能输出系统,当燃料电池的温度降至40℃时,关闭散热排风扇,停止运行,设备处于待机状态,为下一次市电断电做准备。

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