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专利号: 2006101278626
申请人: 比亚迪股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池系统,该系统包括燃料电池(1)、反应气供应单元(2) 和控制器(3);所述反应气供应单元(2)包括燃料供应装置和氧化剂供应 装置,燃料供应装置和氧化剂供应装置分别连接到燃料电池(1)的阳极和 阴极,为燃料电池(1)提供燃料和氧化剂;所述控制器(3)包括输出管理 模块(4),该输出管理模块(4)判断是否需要该燃料电池(1)对外供电并 相应控制燃料电池(1)的启动和停止;

其特征在于,该燃料电池系统还包括负载(5)、负载开关(6),控制器 (3)还包括间歇工作管理模块(7)和内设有预定空闲周期的定时器(8), 所述负载(5)通过负载开关(6)与燃料电池(1)的正极和负极输出端构 成回路,所述间歇工作管理模块(7)分别与输出管理模块(4)和定时器(8) 连接、并且控制负载开关(6)的闭合和断开;

当输出管理模块(4)判断不需要该燃料电池(1)对外供电时,所述输 出管理模块(4)停止燃料电池(1),并发出激活所述间歇工作管理模块(7) 的信号,所述间歇工作管理模块(7)接收该信号而激活并执行如下操作:每当间歇工作管理模块(7)激活时,间歇工作管理模块(7)向定时器 (8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的信号;定时器(8)接收 该信号,对燃料电池(1)停止工作的时间计时,当燃料电池(1)停止工作 的时间等于所述预定空闲周期时,定时器(8)停止计时并输出表示预定空 闲周期已到的信号到间歇工作管理模块(7);间歇工作管理模块(7)接收 到来自定时器(8)的所述表示预定空闲周期已到的信号,闭合负载开关(6) 并通知输出管理模块(4)启动燃料电池(1),开始对负载(5)供电;

每当燃料电池(1)向负载(5)供电的时间经过预定间歇工作周期时, 间歇工作管理模块(7)接收到表示预定间歇工作周期已到的信号,断开负 载开关(6)并通知输出管理模块(4)停止燃料电池(1),停止对负载(5) 供电,同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的 信号;

当输出管理模块(4)判断需要该燃料电池(1)对外供电时,所述输出 管理模块(4)启动处于停止状态的燃料电池(1)或保持在预定间歇工作周 期内处于工作状态的燃料电池(1)继续处于工作状态,并发出停止所述间 歇工作管理模块(7)的信号,所述间歇工作管理模块(7)接收该信号而停 止执行当前操作并断开负载开关(6)。

2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述预定间歇工作周期设定在 定时器(8)内,每当间歇工作管理模块(7)闭合负载开关(6)并通知输 出管理模块(4)启动燃料电池(1)时,间歇工作管理模块(7)同时向定 时器(8)发出对燃料电池(1)向负载(5)供电的时间计时的信号;定时 器(8)接收该信号,对燃料电池(1)向负载(5)供电的时间计时,当燃 料电池(1)向负载(5)供电的时间等于所述预定间歇工作周期时,定时器 (8)停止计时并输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模 块(7);间歇工作管理模块(7)接收到来自定时器(8)的所述表示预定间 歇工作周期已到的信号,断开负载开关(6)并通知输出管理模块(4)停止 燃料电池(1),同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时 间计时的信号。

3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述定时器(8)在开始计 时之前清零。

4.根据权利要求1所述的系统,其中,负载(5)为可控负载,所述燃 料电池系统还包括负载控制器(9),分别与负载(5)和间歇工作管理模块 (7)连接,用于控制负载(5)的阻值大小;所述负载控制器(9)内包括 控制程序,负载控制器(9)通过执行该控制程序控制负载(5)的阻值逐渐 减小或者在较大阻值和较小阻值之间交替变化,所述控制程序的执行时间等 于所述预定间歇工作周期;

每当间歇工作管理模块(7)闭合负载开关(6)并通知输出管理模块(4) 启动燃料电池(1)时,间歇工作管理模块(7)同时启动负载控制器(9) 开始执行该控制程序;当负载控制器(9)执行完该控制程序时,负载控制 器(9)输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模块(7); 间歇工作管理模块(7)接收到来自负载控制器(9)的所述表示预定间歇工 作周期已到的信号,断开负载开关(6),并通知输出管理模块(4)停止燃 料电池(1),同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间 计时的信号。

5.根据权利要求4所述的系统,其中,

所述负载(5)包括多个并联的功率电阻和与每个功率电阻串连的多个 可控制开关;

所述负载控制器(9)通过所述控制程序控制所述多个可控制开关中的 部分或全部的打开或关闭,以控制负载(5)的阻值大小。

6.根据权利要求4所述的系统,其中,

所述负载(5)包括功率场效应管、电流采样电阻、差分放大器、电压 比较器;所述功率场效应管的漏极通过负载开关(6)与燃料电池(1)的正 极输出端连接,源极与所述电流采样电阻的一端连接;所述电流采样电阻的 另一端与燃料电池(1)的负极输出端连接;所述差分放大器的两个差分输 入端与电流采样电阻的两端连接,差分输出端连接到电压比较器的反相端; 所述电压比较器的同相端与负载控制器(9)的输出端连接,该电压比较器 的输出端与所述功率场效应管的栅极连接,该电压比较器比较同相端和反相 端的电压大小并根据比较结果输出相应的高、低电平到功率场效应管的栅极 以控制功率场效应管的导通和关断;

所述负载控制器(9)通过控制程序控制与电压比较器的同相端连接的 负载控制器(9)的输出端电压的高低以控制负载(5)的阻值大小。

7.根据权利要求1所述的系统,其中,所述燃料电池(1)为燃料单体 电池或多片燃料单体电池串联或并联的堆体。

8.根据权利要求1所述的系统,其中,该系统还包括用电设备(10) 和对外供电开关(11);所述用电设备(10)通过对外供电开关(11)与燃 料电池(1)的正极和负极输出端连接以构成对外供电电路;输出管理模块 (4)根据对外供电开关(11)的断开和闭合来判断是否需要该燃料电池(1) 对外供电,并根据判断结果执行相应的操作;

当对外供电开关(11)由断开变为闭合时,则输出管理模块(4)判断 为需要该燃料电池(1)对外供电;

当对外供电开关(11)由闭合变为断开时,则输出管理模块(4)判断 为不需要该燃料电池(1)对外供电。

9.根据权利要求8所述的系统,其中,该系统还包括对外供电开关传 感器(12);所述对外供电开关传感器(12)实时检测对外供电开关(11) 的状态为断开或闭合,并发送检测到的信号到输出管理模块(4);输出管理 模块(4)接收来自对外供电开关传感器(12)的信号并判断所述对外供电 开关(11)的断开和闭合,进而判断是否需要该燃料电池(1)对外供电, 并根据判断结果执行相应的操作;

当输出管理模块(4)接收到的来自对外供电开关传感器(12)的信号 表明对外供电开关(11)由断开变为闭合时,则输出管理模块(4)判断为 需要该燃料电池(1)对外供电;

当输出管理模块(4)接收到的来自对外供电开关传感器(12)的信号 表明对外供电开关(11)由闭合变为断开时,则输出管理模块(4)判断为 不需要该燃料电池(1)对外供电。

10.根据权利要求8所述的系统,其中,该系统还包括主供电单元(13) 以及电源切换器(15);主供电单元(13)包括主供电电路传感器(14)、主 供电电源(16)、主供电开关(17),用电设备(10)通过主供电开关(17) 与主供电电源(16)连接以构成主供电电路,主供电电路传感器(14)实时 检测主供电电源(16)的输出并发送检测到的信号到电源切换器(15);电 源切换器(15)接收来自主供电电路传感器(14)的信号、判断主供电电源 (16)是否满足用电设备(10)的要求,并控制对外供电开关(11)和主供 电开关(17)的闭合和断开;

当电源切换器(15)接收到的来自主供电电路传感器(14)的信号表明 主供电电源(16)从能满足用电设备(10)的要求变为不能满足用电设备(10) 的要求时,则电源切换器(15)闭合对外供电开关(11)并断开主供电开关 (17),从而输出管理模块(4)判断为需要该燃料电池(1)对外供电;

当电源切换器(15)接收到的来自主供电电路传感器(14)的信号表明 主供电电源(16)从不能满足用电设备(10)的要求变为能满足用电设备(10) 的要求时,则电源切换器(15)断开对外供电开关(11)并闭合主供电开关 (17),从而输出管理模块(4)判断为不需要该燃料电池(1)对外供电。