[发明专利]一种燃料电池控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池控制系统，包括控制单元、用于输出被控燃料电池工作参数的至少一个参数控制执行机构和量测单元，其特征在于：所述量测单元用于与负载相连并监测负载的输入电特性，还包括存储单元和调节单元，所述存储单元内存储有燃料电池的各个输出电特性区间、各个输出电特性区间的优选电特性点及与该优选电特性点对应的第一工作参数值，所述控制单元分别与量测单元、存储单元、参数控制执行机构和调节单元连接，所述控制单元响应量测单元的输出，将负载的输入电特性与存储单元中的电池输出电特性区间对比，确定出负载的输入电特性所属的电池输出电特性区间，读取与该电池输出电特性区间对应的优选电特性点和第一工作参数值，将负载的输入电特性和优选电特性点进行比较，根据比较结果控制调节单元，以使燃料电池工作在优选电特性点上，并按照第一工作参数值输出控制信号至参数控制执行机构。

2.如权利要求1所述的燃料电池控制系统，其特征在于：所述电池输出电特性为电池的输出功率，所述与该电池输出电特性区间对应的优选电特性点为优选功率点，所述负载的输入电特性为负载所需功率，所述调节单元为功率调节单元。

3.如权利要求2所述的燃料电池控制系统，其特征在于：所述功率调节单元包括蓄电池和电源管理模块，所述蓄电池的输出端用于与燃料电池的输出端并联，所述电源管理模块响应控制单元输出的控制信号，用于在负载所需功率大于优选功率点时控制蓄电池向负载放电、在负载所需功率小于优选功率点时控制蓄电池充电。

4.如权利要求3所述的燃料电池控制系统，其特征在于：所述电源管理模块包括充电限流电路和放电限流电路；所述充电限流电路包括第一功率晶体管、第一运算放大器、第二运算放大器和第一采样电阻，所述第一运算放大器连接成差分放大器方式，所述第二运算放大器连接成比较器方式，所述第二运算放大器响应控制单元输出的第一控制信号和第一运算放大器输出的信号，其输出端耦合到第一功率晶体管的控制极，所述第一功率晶体管的两个主电流导通极用于分别连接燃料电池的正极和第一采样电阻的一端，所述第一采样电阻的另一端耦合到蓄电池的正极，所述第一运算放大器的两个输入端分别连接第一采样电阻的两端；所述放电限流电路包括第二功率晶体管、第三运算放大器、第四运算放大器和第二采样电阻，所述第三运算放大器连接成差分放大器方式，所述第四运算放大器连接成比较器方式，所述第四运算放大器响应控制单元输出的第二控制信号和第三运算放大器输出的信号，其输出端耦合到第二功率晶体管的控制极，所述第二功率晶体管的两个主电流导通极用于分别连接燃料电池的正极和第二采样电阻的一端，所述第二采样电阻的另一端用于耦合到负载，所述第三运算放大器的两个输入端分别连接第二采样电阻的两端。

5.如权利要求2所述的燃料电池控制系统，其特征在于：所述功率调节单元包括附加负载和附加负载管理模块，所述附加负载用于串联在燃料电池和负载组成的回路中，所述附加负载管理模块响应控制单元输出的控制信号，用于在负载所需功率大于优选功率点时控制附加负载减小功率消耗、在负载所需功率小于优选功率点时控制附加负载增加功率消耗。

6.如权利要求5所述的燃料电池控制系统，其特征在于：所述附加负载管理模块包括第三功率晶体管、第五运算放大器和第六运算放大器，所述第五运算放大器连接成差分放大器方式，所述第六运算放大器连接成比较器方式，所述第六运算放大器响应控制单元输出的第三控制信号和第五运算放大器输出的信号，其输出端耦合到第三功率晶体管的控制极，所述第三功率晶体管的两个主电流导通极用于分别连接燃料电池的正极和附加负载的一端，所述附加负载的另一端用于耦合到负载，所述第五运算放大器的两个输入端分别连接附加负载的两端。

7.如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池控制系统，其特征在于：还包括用于监测各工作参数的相应的传感器，所述控制单元响应传感器输出的第二工作参数值，根据第二工作参数值和第一工作参数值的比较结果输出相应的控制信号至相应的参数控制执行机构。