[发明专利]带有多路电压输出的燃料电池混合系统

权利要求书

1.一种带有多路电压输出的燃料电池混合系统，其特征在于：所述的系统包括电池模块，变换器模块和控制模块；电池模块和变换器模块相连，输出不同等级电压；控制模块通过信号传输线和电池模块及变换器模块中的受控元件相连，控制电池模块及变换器模块；

所述的电池模块包括燃料电池模块和锂电池模块；燃料电池采用质子交换膜燃料电池，包含储氢罐，控制氢气流速的控制泵，燃料电池本体；储氢罐通过管道中连接的控制阀将氢气输送到燃料电池本体中产生电能；锂电池模块包括充电系统和锂电池本体；充电系统为Buck/Boost电路，Buck/Boost电路的输入端和燃料电池相连，Buck/Boost电路的输出端和锂电池相连，燃料电池和锂电池极性相反；

所述的燃料电池的正极和充电系统Buck/Boost电路的IGBTQ₀₁的E端口相连，IGBTQ₀₁的C端口分别和储能电感L₀₁的一端及续流二极管D₀₁的输出端相连；储能电感L₀₁的另一端和燃料电池的负极相连，续流二极管D₀₁的输入端分别连接滤波电容C₀₁的一个端口及锂电池的负极；滤波电容C₀₁的另一端及锂电池的正极直接和燃料电池的负极相连；IGBTQ₀₁的G端口和控制模块相连，由控制模块选择合适充电时机和充电时间；锂电池本体采用LiPo电池；

在IGBTQ₀₁导通时，续流二极管D₀₁截止，燃料电池对储能电感L₀₁充电；在IGBTQ₀₁截止时，续流二极管D₀₁导通，储能电感L₀₁的能量转移到滤波电容C₀₁上，进而输出到锂电池上；依据面积等效原理和伏秒平衡原理，控制IGBTQ₀₁的占空比控制输出电压。

2.根据权利要求1所述的带有多路电压输出的燃料电池混合系统，其特征在于：所述的变换器模块包括单输入多输出Buck变换器和选通变换器；单输入多输出Buck变换器由两个SIDOBuck变换器并联而成，输出电压小于锂电池电压；每个SIDO Buck变换器的输入端和锂电池相连，SIDO Buck变换器的输出端和相应的负载相连；

所述的选通变换器由选通开关和Buck变换器组成，输出电压小于燃料电池电压；选通开关为受控的单刀双掷开关；燃料电池和锂电池通过选通开关串联后连接到选通变换器的输入端，输出端和无人机负载相连；

所述的选通变换器由选通开关即一个受控的单刀双掷开关和Buck变换器组成，并采用输入电压前馈综合输出电压反馈控制，设置输出电压为48v；燃料电池的正极连接IGBTQ₂₁的E端口，燃料电池负极和选通开关K₂₁的定端相连；选通开关K₂₁的动端1和锂电池的正极相连；动端2和锂电池的负极相连，IGBTQ₂₁的C端口分别和续流二极管D₂₁的输出端以及储能电感L₂₁的一个端口相连；续流二极管D₂₁的输入端连接选通开关K₂₁的动端2，储能电感L₂₁的另一个端口分别和滤波电容C₂₁的一个端口以及负载的正极相连；滤波电容C₂₁的另一个端口及负载的负极均和选通开关K₂₁的动端2相连接；IGBTQ₂₁的G端口及选通开关的控制端和控制模块相连；选通变换器的另一端口和无人机负载相连；控制系统和选通变换器中的选通开关的控制端以及IGBT的G端口相连；

在IGBTQ₂₁导通时，续流二极管D₂₁截止，输入端电池对储能电感L₂₁、滤波电容C₂₁和负载充电；在IGBTQ₂₁截止时，续流二极管D₂₁导通，储能电感L₂₁的能量转移到滤波电容C₂₁上，进而输出到锂电池上；依据面积等效原理和伏秒平衡原理，控制IGBTQ₂₁的占空比控制输出电压。