一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架的制作方法

本发明涉及一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架。

背景技术：

质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell)是一种高能量密度、无污染、体积小、质量轻、运行噪音低、维护方便的动力源，近些年来成为新能源汽车动力提供的热门选择之一。

燃料电池联调实验台架指的是将燃料电池、电机控制器、电机、动力电池等新能源汽车主要高压零部件全部通过高压线束连接起来，实现整车高压零部件在实验室内的再现。

对于燃料电池联调实验台架中，如果燃料电池发出来的电不足以满足新能源汽车零部件的需求，需要动力电池进行辅助供电。然而，动力电池的充电需要消耗电网的电能，而电网的电能的产生来源于化石燃料的燃烧。化石燃料的燃烧会产生大量污染物，对大气环境产生极大的不良影响。近年来，节能减排呼声日益高涨，国家开始大力推动新能源如太阳能的利用，以便实现对环境的保护以及能源的合理利用。

太阳能作为一种可再生能源，具有清洁、廉价、用之不尽的特点。太阳能的利用可以分为光电和光热两种。光电利用主要是太阳能光伏板的光生伏打效应所产生的直流电，来为电网或蓄电池供电。近年来光伏发电并网一直是太阳能光电领域的一大热门之一。对于燃料电池联调实验台架中动力电池的充电，可以利用光伏板产生的直流电来实现。同时，光伏板产生的直流电可以经过逆变器转换为三相交流电并入电网中，该部分电能也可以用于家用电器或工业设备的供电以及联调实验台架其余设备的供电。

现如今大部分燃料电池联调实验台架中动力电池的充电方式依旧采用利用电网中的电能对其进行充电。从能源利用的角度来看，电能的产生需要消耗大量的化石燃料，化石燃料的燃烧对大气有很严重的污染。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架。

本发明所采用的技术方案有：一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架，包括太阳能光伏板、第一控制器、逆变器、电网、用电器、充电桩、高压配电盒、电机控制器、电机、测功机、燃料电池、动力电池和第二控制器，所述太阳能光伏板与第一控制器相连，第一控制器与逆变器相连，逆变器与电网相连，若干个用电器连接在电网上；充电桩连接在电网上，充电桩与高压配电盒相连，高压配电盒与燃料电池相连，燃料电池与动力电池相连，动力电池与第二控制器相连，第二控制器与太阳能光伏板相连；电机控制器与高压配电盒相连，电机与电机控制器相连，测功机与电机相连。

本发明具有如下有益效果：本发明将太阳能光电技术应用于燃料电池联调实验台架上，实现了对动力电池的充电以及家用电器的供电，减轻了电网在白天用电高峰期的部分负担，节约了化石燃料的燃烧，保护了大气环境；同时利用电网在夜间的低价电，具有较好的经济效益。

附图说明：

图1为本发明结构图。

图2为本发明工作原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2，本发明一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架，包括太阳能光伏板1、第一控制器2、逆变器3、电网4、用电器5、充电桩8、高压配电盒9、电机控制器10、电机11、测功机12、燃料电池13、动力电池14和第二控制器15，太阳能光伏板1与第一控制器2相连，第一控制器2与逆变器3相连，逆变器3与电网4相连，若干个用电器5连接在电网4上。充电桩8连接在电网4上，充电桩8与高压配电盒9相连，高压配电盒9与燃料电池13相连，燃料电池13与动力电池14相连，动力电池14与第二控制器15相连，第二控制器15与太阳能光伏板1相连；电机控制器10与高压配电盒9相连，电机11与电机控制器10相连，测功机12与电机11相连。

当白天外界太阳辐照较高时，通过太阳能光伏板发电，给动力电池充电，并且可以将多余直流电转换为交流电并入电网中。当夜间外界太阳辐照较低时，可以在燃料电池产电量不足的时候，利用电网在夜间的低价电来供电。

本发明实验台架工作原理：

1)当白天外界太阳辐照较高时，当联调实验台架需要工作的时候，如果此时动力电池soc小于100％，开始为动力电池充电。对于动力电池的充电策略，优先顺序依次是太阳能光伏板＞燃料电池＞电网。先吸合第二控制器的继电器，用太阳能光伏板所产生的直流电为动力电池充电；当太阳能光伏板所产生的直流电不足以满足动力电池的充电需求时，利用燃料电池工作所产生的电为动力电池充电；当燃料电池所产生的电能还不足以满足动力电池的充电需求时，采用电网通过充电桩为动力电池充电。当动力电池soc达到100％的时候，停止充电。对于联调台架的运行，优先使用燃料电池所产生的电能。当燃料电池所产生的电能不足以满足电机等零部件的要求时，与燃料电池并联的动力电池为电机等零部件供电；当燃料电池所产生的电能很多时，除了可以给电机等零部件供电，还可以给动力电池充电。当太阳能光伏板所产生的电能除了为动力电池充电还有盈余以外，可以将多余的直流电通过第一控制器和逆变器并入电网中，进而为家用电器或工业设备等供电。

2)当夜间外界太阳辐照较低时，当联调实验台架需要工作的时候，如果此时动力电池soc小于100％，优先使用燃料电池工作所产生的电为动力电池充电。当燃料电池所产生的电能还不足以满足动力电池的充电需求时，采用电网通过充电桩为动力电池充电。当动力电池soc达到100％的时候，停止充电。对于联调台架的运行，优先使用燃料电池所产生的电能。当燃料电池所产生的电能不足以满足电机等零部件的要求时，与燃料电池并联的动力电池为电机等零部件供电；当燃料电池所产生的电能很多时，除了可以给电机等零部件供电，还可以给动力电池充电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用光伏系统的燃料电池联调实验台架，太阳能光伏板与第一控制器相连，第一控制器与逆变器相连，逆变器与电网相连，若干个用电器连接在电网上；充电桩连接在电网上，充电桩与高压配电盒相连，高压配电盒与燃料电池相连，燃料电池与动力电池相连，动力电池与第二控制器相连，第二控制器与太阳能光伏板相连；电机控制器与高压配电盒相连，电机与电机控制器相连，测功机与电机相连。本发明将太阳能光电技术应用于燃料电池联调实验台架上，实现了对动力电池的充电以及家用电器的供电，减轻了电网在白天用电高峰期的部分负担，节约了化石燃料的燃烧，保护了大气环境；同时利用电网在夜间的低价电，具有较好的经济效益。

技术研发人员：陈俊超;王扬满;张蒙阳
受保护的技术使用者：开沃新能源汽车集团有限公司
技术研发日：2018.08.28
技术公布日：2019.01.18