[发明专利]燃料电池控制系统及其包含燃料电池控制系统的有轨电车

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种燃料电池控制系统及其包含燃料电池控制系统的有轨电车。

背景技术

燃料电池是高效、环保的新型发电装置，在各个领域都有广泛地应用。对于小功率应用场所，单套燃料电池系统能够满足需求，控制简单、可靠性较高，但对于大功率应用场所（例如：有轨电车），不仅单套燃料电池产生的功率不能满足系统整体需求，而且随着功率等级的增大，其控制也相对复杂，一旦发生故障，系统可靠性得不到保证。现有技术中将多套燃料电池进行串联或者并联，但是其中单套燃料电池发生故障会对系统造成严重影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种燃料电池控制系统及其包含燃料电池控制系统的有轨电车，以避免在多套燃料电池的共同工作过程中由于单套燃料电池发生故障而对整体系统造成的损坏。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种燃料电池控制系统，其特征在于，包括多组燃料电池串，所述多组燃料电池串相互并联连接在输出电流母线上，所述每组燃料电池串包括多个相互串联的燃料电池单元和单向DC/DC斩波器，所述多个燃料电池单元的每一个单元均包括燃料电池电堆和桥式开关组，所述桥式开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关与所述燃料电池电堆的阳极相连，所述第二开关与所述燃料电池电堆的阴极相连，所述第三开关与包含所述第一开关、所述燃料电池电堆和所述第二开关的电路并联；所述燃料电池控制系统还包括电堆能量管理控制器，所述电堆能量管理控制器与所述每一个燃料电池单元中的桥式开关组和所述单向DC/DC斩波器相连；当所述每个燃料电池单元均处于正常状态时，所述燃料电池控制系统闭合每个燃料电池单元中的所述第一开关和所述第二开关，并断开所述第三开关；当所述多个燃料电池单元中的第一单元处于异常状态时，所述燃料电池控制系统断开所述第一单元中的第一开关和第二开关，并闭合所述第一单元中的第三开关，此外，所述燃料电池控制系统调节所述第一单元所在的燃料电池串所连接的单向DC/DC斩波器，以保持所述输出电流母线上的电压恒定。

在一个实施例中，所述多组燃料电池串的每一组燃料电池串具有相同电池单元数目，且每一个电池单元内部的燃料电池电堆具有相同的输出电流。

在一个实施例中，所述多组燃料电池串包括第一燃料电池串和第二燃料电池串，其中，所述第一燃料电池串和第二燃料电池串具有相同电池单元数目，

在一个实施例中，所述多组燃料电池串包括第一燃料电池串和第二燃料电池串，其中，所述第一燃料电池串和第二燃料电池串具有不同电池单元数目，

本发明还提供了一种有轨电车，所述有轨电车包括至少三节车厢，所述至少三节车厢的其中一个车厢包括上述实施例讲述的燃料电池控制系统。

与现有技术相比，当某个燃料电池电堆发生故障时，电堆能量管理控制器102通过调节开关组合单向DC/DC斩波器，可以使得输出电流母线上的电压保持稳定。发生故障的燃料电池电堆停止工作以后，输出功率减小，但能够维持燃料电池控制系统100的正常工作，直至该发生故障的燃料电池得到更换。

附图说明

图1所示为根据本发明的实施例的燃料电池控制系统。

图2所示为根据本发明的实施例的包含燃料电池控制系统的有轨电车。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。