一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置的制作方法

本技术涉及燃料电池发电领域，特别涉及一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置。

背景技术：

1、氢能是一种清洁能源，燃料电池发电是一种高效清洁的制氢方式，转换过程清洁无污染，原料仅有水，是一种理想的氢能供应装置。将燃料电池电堆通过串并联组合成电堆组，配合外围辅助零部件和逆变器，即可构成一套燃料电池发电系统，接入交流电网或直接驱动交流负荷。相对于传统的煤电、柴电等发电装置，不会产生碳排放和其他污染。

2、燃料电池发电系统中，最核心的能量转换装置为燃料电池电堆，电堆可将氢气的化学能转换为直流电。为了将系统并入交流电网或驱动交流负荷，还需将燃料电池产生的直流电通过逆变器转换为交流电。为了满足交流输出电压400～630vac的需求，直流电压需达到600～850v，当前单个电堆还无法达到这样的工作电压，一般需串联多个电堆，然而当工作电压达到600～850v时，由于燃料电池的固有特性，其启动时的电压可达1000～1350v；相应地，逆变器需选择更高电压的电气零部件，从而抬高逆变器的价格，且更高电压等级逆变效率更低，降低了燃料电池发电系统的整体效率。

3、因此，发明一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，以解决上述提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，包括冷却回路与电气路，还包括作为耗能装置的加热器，所述加热器在冷却回路通过三通阀和散热器并联，所述电气路中包括：切换开关、第一供电回路、第二供电回路、供电电源、超压保护电路、逆变器与电堆组，所述电气路经切换开关通过第一供电回路连接到加热器供电电源，加热器在燃料电池发电系统电气路通过切换开关通过第二供电回路连接到超压保护电路，逆变器的电路上直流侧上分别接入超压保护电路和燃料电池发电系统电堆组。

3、优选的，所述超压保护电路在电堆组输出电压超过逆变器耐受电压时导通到切换开关和加热器，在电堆组输出电压处于逆变器正常工作电压时切断。

4、优选的，所述切换开关的断电常闭触点连接在第二供电回路。

5、优选的，所述切换开关为晶闸管开关电路。

6、优选的，所述电堆组为2～10个电堆串联而成。

7、优选的，所述电堆组为2～10个串联电堆并联构成。

8、本实用新型的技术效果和优点：

9、该实用新型，该燃料电池发电系统的超压保护装置能够有效降低开机时燃料电池电堆组的过电压，降低了逆变器及其零部件的电压耐受等级，从而降低逆变器的成本，切换过程不依赖软件逻辑判断和执行，提高了超压保护速率和可靠性，在燃料电池正常工作时不消耗能量，提高燃料电池发电系统的效率。可以和低温冷启动共用同一个加热器，不额外增加过多成本。

技术特征：

1.一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，包括冷却回路与电气路，其特征在于：还包括作为耗能装置的加热器，所述加热器在冷却回路通过三通阀和散热器并联，所述电气路中包括：切换开关、第一供电回路、第二供电回路、供电电源、超压保护电路、逆变器与电堆组，所述电气路经切换开关通过第一供电回路连接到加热器供电电源，加热器在燃料电池发电系统电气路通过切换开关通过第二供电回路连接到超压保护电路，逆变器的电路上直流侧上分别接入超压保护电路和燃料电池发电系统电堆组。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，其特征在于：所述超压保护电路在电堆组输出电压超过逆变器耐受电压时导通到切换开关和加热器，在电堆组输出电压处于逆变器正常工作电压时切断。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，其特征在于：所述切换开关的断电常闭触点连接在第二供电回路。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，其特征在于：所述切换开关为晶闸管开关电路。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，其特征在于：所述电堆组为2～10个电堆串联而成。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，其特征在于：所述电堆组为2～10个串联电堆并联构成。

技术总结
本技术公开了一种燃料电池发电系统的超压保护电路耗能装置，涉及到燃料电池发电领域，包括冷却回路与电气路，还包括作为耗能装置的加热器，所述加热器在冷却回路通过三通阀和散热器并联，所述电气路中包括：切换开关、第一供电回路、第二供电回路、供电电源、超压保护电路、逆变器与电堆组。本技术，该燃料电池发电系统的超压保护装置能够有效降低开机时燃料电池电堆组的过电压，降低了逆变器及其零部件的电压耐受等级，从而降低逆变器的成本，切换过程不依赖软件逻辑判断和执行，提高了超压保护速率和可靠性，在燃料电池正常工作时不消耗能量，提高燃料电池发电系统的效率。

技术研发人员：解云,马原蔚,刘玉满,薛飞,吴兵
受保护的技术使用者：上海鲲华新能源科技有限公司
技术研发日：20230914
技术公布日：2024/4/24