[发明专利]燃料电池与系统、控制方法、控制系统及电动设备

权利要求书

1.一种用于燃料电池的控制系统，所述燃料电池用于连接到负载，所述负载为可充电电源，其中，所述燃料电池包括燃料电池电堆模块，其特征在于，所述控制系统包括：

检测模块，适于实时检测所述可充电电源的剩余电量；

所述燃料电池的DC/DC变换器；

燃料电池控制器模块，适于根据所述剩余电量，控制所述DC/DC变换器按照该剩余电量所对应的预设定功率向所述可充电电源的端子进行定功率输出；

所述燃料电池控制器模块包括：

判定子模块，判定所述可充电电源当前的剩余电量是否越过预定阈值；

控制子模块，适于在所述判定子模块判定所述可充电电源当前的剩余电量越过预定阈值的情况下，控制所述DC/DC变换器的输出功率从当前定功率转换为下一定功率，并控制从所述当前定功率转换为所述下一定功率的转换时间在预设时间范围内；

所述当前定功率小于所述下一定功率时的转换时间，长于或等于所述当前定功率大于所述下一定功率时的转换时间；当所述当前定功率小于所述下一定功率时，所述预设时间范围为以下范围之一：30秒～60秒；或60秒～120秒；当所述当前定功率大于所述下一定功率时，所述预设时间范围为以下范围之一：10秒～30秒；30秒～60秒；或60秒～120秒；

所述定功率输出包括零功率输出的怠速备电状态和至少一个非零定功率等级，所述燃料电池控制器模块适于当所述可充电电源的剩余电量增加到等于或高于预设的上行怠速阈值时，控制所述DC/DC变换器进入怠速备电状态，使得所述燃料电池电堆模块产生的电能仅供所述燃料电池自身的运行所用；所述燃料电池控制器模块适于当所述可充电电源的剩余电量减小到低于或等于下行怠速阈值时，使得所述DC/DC变换器脱离所述怠速备电状态，进行非零定功率输出。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述检测模块还适于获得所述负载的工作电压；

所述燃料电池的DC/DC变换器基于该工作电压和所述预设定功率确定所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

所述检测模块还适于获得所述燃料电池的DC/DC变换器的当前输出功率，在所述检测模块检测到所述DC/DC变换器的当前输出功率偏离所述预设定功率的情况下，所述DC/DC变换器的输出电流或者输出电压向趋向所述预设定功率的方向变化，直到所述燃料电池的DC/DC变换器的当前输出功率等于所述预设定功率。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制系统，其特征在于：

所述控制子模块适于基于所述当前定功率、下一定功率和所述预设时间范围，确定所述DC/DC变换器在所述预设时间范围内的目标输出功率，所述燃料电池的DC/DC变换器基于所述负载的工作电压和下一时刻的所述目标输出功率确定所述DC/DC变换器的输出电流和输出电压。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制系统，其特征在于：

所述控制子模块适于基于所述当前定功率、下一定功率和所述预设时间范围，确定所述燃料电池的DC/DC变换器在所述预设时间范围内的目标输出功率，基于所述检测模块获得的所述DC/DC变换器的当前输出功率，所述DC/DC变换器的输出电流或者输出电压向趋向下一时刻的所述目标输出功率的方向变化，直到所述DC/DC变换器的当前输出功率等于所述下一定功率。

6.根据权利要求1-5所述的控制系统，其特征在于，

当所述可充电电源的剩余电量增加到等于或大于相应上行阈值时，所述DC/DC变换器的定功率输出从较大定功率等级转换到较小定功率等级；

当所述可充电电源的剩余电量减少到小于或等于相应下行阈值时，所述DC/DC变换器的定功率输出从较小定功率等级转换到较大定功率等级；

其中，同一对较大定功率等级和较小定功率等级之间的相应上行阈值大于或等于相应下行阈值。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：

同一对较大定功率等级和较小定功率等级之间的相应上行阈值与相应下行阈值相差5％-10％。