[发明专利]一种氢燃料电池的控制系统及方法

说明书

一种氢燃料电池的控制系统，包括：氢燃料电堆，用于采用氢气和氧气进行发电，向储能电池充电；储能电池，用于向耗电设备供电；信号采集单元，用于采集耗电设备的控制信号；氢燃料电池控制器，用于接收信号采集单元采集的控制信号，并根据控制信号对氢燃料电堆进行恒流输出控制。由于通过采集耗电设备的控制信号，然后根据控制信号对氢燃料电堆进行恒流补偿控制，避免耗电设备对储能电池抽电状态改变后产生电流波纹对氢燃料电堆产生影响，使氢燃料电堆所产生的电能高效输送至储能电池。

技术领域

本申请涉及新能源电池，具体涉及一种氢燃料电池的控制系统及方法。

背景技术

随着石油能源危机的迫近和燃油污染日趋严重的影响，新能源的开发被各国政府纷纷提上议事日程。

氢燃料电池是一种新能源电池，可广泛应用于汽车，机械加工，无人机等各个行业。燃料电池的发电原理是在电池的阴阳两个电极分别充满电解液，而两个电极之间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气(或空气)则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用，使得阳极的氢分子分解成两个质子与两个电子，其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极，从而发电。

然而，氢燃料电池在发电过程中，非常容易受到耗电设备的不同工况而影响自身的稳定和可靠性，使发电效率下降。

发明内容

本申请提供一种氢燃料电池的控制系统及方法，以优化氢燃料电池的控制并提高其发电效率。

根据第一方面，一种氢燃料电池的控制系统，包括：氢燃料电堆，用于采用氢气和氧气进行发电，向储能电池充电；储能电池，用于向耗电设备供电；信号采集单元，用于采集耗电设备的控制信号；氢燃料电池控制器，用于接收信号采集单元采集的控制信号，并根据控制信号对氢燃料电堆进行恒流输出控制。

优选地，还包括电堆DCDC，该电堆DCDC设于氢燃料电堆与储能电池之间，用于提高氢燃料电堆的电压，然后向储能电池供电。

优选地，还包括氢瓶，该氢瓶用于向氢燃料电堆输送氢气，所述控制信号包括车辆钥匙状态、仪表信息、加速信号、减速信号、氢瓶控制信号。

优选地，还包括CAN总线，所述氢燃料电堆、储能电池、信号采集单元、氢燃料电池控制器之间采用CAN总线进行通信。

优选地，所述信号采集单元还用于采集储能电池状态信号，该信号用于对氢燃料电堆进行恒流输出控制。

根据第二方面，一种实施例中提供一种氢燃料电池的控制方法，包括：信号采集单元采集耗电设备的控制信号；氢燃料电池控制器从信号采集单元获取控制信号对氢燃料电堆进行恒流输出控制；氢燃料电堆采用氢气和氧气进行发电，向储能电池恒流充电。

优选地，还包括采用电堆DCDC提高氢燃料电堆的电压，然后向储能电池供电。

优选地，还包括氢瓶，氢瓶向氢燃料电堆输送氢气，所述控制信号包括车辆钥匙状态、仪表信息、加速信号、减速信号、氢瓶控制信号。

优选地，所述氢燃料电堆、储能电池、信号采集单元、氢燃料电池控制器之间采用CAN总线进行通信。

优选地，所述信号采集单元还采集储能电池的状态信号，氢燃料电池控制器根据该信号对氢燃料电堆进行恒流输出控制。

依据上述实施例的氢燃料电池的控制系统及方法，由于通过采集耗电设备的控制信号，然后根据控制信号对氢燃料电堆进行恒流补偿控制，避免耗电设备对储能电池抽电状态改变后产生电流波纹对氢燃料电堆产生影响，使氢燃料电堆所产生的电能高效输送至储能电池。进一步，在氢燃料电堆与储能电池之间设电堆DCDC，将氢燃料电堆产生的低压电源转换为高压电源，实现适用于整车所需的高压电池充电功能，从而可为电动汽车供电；通过电堆DCDC还实现电气隔离，防止在复杂的电磁环境下，电流反涌到电堆，保证了氢燃料电堆良好的发电环境和可靠性。