[发明专利]一种质子交换膜燃料电池应急发电系统在审
| 申请号： | 201710771952.7 | 申请日： | 2017-08-31 |
| 公开（公告）号： | CN107579589A | 公开（公告）日： | 2018-01-12 |
| 发明（设计）人： | 胡迪;唐银银;戚志东;何永康;徐民强;薛长森;戈卫平 | 申请（专利权）人： | 南京理工大学 |
| 主分类号： | H02J9/00 | 分类号： | H02J9/00;H02M3/158;H02M1/14 |
| 代理公司： | 南京理工大学专利中心32203 | 代理人： | 王玮 |
| 地址： | 210094 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 质子 交换 燃料电池 应急 发电 系统 | ||
1.一种质子交换膜燃料电池应急发电系统，包含PEMFC电堆、功率变换单元和控制单元，其特征在于：
PEMFC电堆通过供氢端口连接氢气供应设备， PEMFC电堆输出端正负极与功率变换单元的正负极相连；
功率变换单元主电路采用两相交错并联式四开关Buck-Boost变换器，将PEMFC电堆不稳定的输出电压变换为稳定的直流电压，输出端为可调的电压采集模块，同时预留输出电压端口；
控制单元通过电压采样获得功率变换单元的输出电压信息，与期望电压进行比较得到误差，并根据误差调整控制信号输出，即四开关Buck-Boost变换器的开关管PWM信号。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述PEMFC电堆包括空冷自增湿型质子交换膜燃料电池、侧方集成风扇模块和温度采集模块，侧方集成风扇模块为PEMFC电堆供应氧气，同时保证PEMFC电堆工作于理想温度下；温度采集模块采集收集PEMFC电堆的内部温度，并通过A/D端口传递给控制单元。
3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述功率变换单元采用两相交错并联式四开关Buck-Boost变换器为主电路，确保功率变换单元的输出电压稳定在期望值，同时在两相电路切换过程中PEMFC电堆的输出电流不断续。
4.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述控制单元生成的控制信号对于同组开关管采用双沿触发时序方式，即主开关管在周期起始点触发导通，副开关管在周期结束点关断。
5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述控制单元通过A/D模块采集功率变换单元的输出电压和PEMFC电堆的内部温度信息，比较得到误差信号，采用高精度控制算法调整控制信号，通过I/O端口输出多路互补PWM信号到功率变换单元调整输出电压，同时输出风扇控制信号调整风扇转速。
6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述PEMFC电堆输出为在18.8V至28V范围内变化的直流电压，额定输出功率为50W。
7.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述功率变换单元期望输出电压为24V，输出电压采样比例为1:6。
8.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池应急发电系统，其特征在于：所述控制单元的主控制器为TI公司TSM320F28335型DSP芯片，可最多输出12路PWM控制信号。
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