[发明专利]燃料电池控制装置及方法

说明书

本发明提供一种燃料电池控制装置及方法，该装置包括至少两个电堆组件、第一输出接口、第二输出接口和控制器，各电堆组件通过各自的第一端口和第二端口与其它电堆组件连接，得到串联后的电堆组件，串联后的电堆组件的一端与第一输出接口连接、另一端与第二输出接口连接，第一输出接口和第二输出接口分别与用电设备中的用电装置的两极连接，控制器，用于获取用电设备的状态信息，根据用电设备的状态信息生成各电堆组件对应的控制信号，并将各电堆组件对应的控制信号发送至对应的电堆组件，其中控制信号为启动信号或停止信号，电堆组件，用于根据启动信号或停止信号接入或断开自身所包括的电堆与其它电堆组件的串联，减少成本及功耗。

技术领域

本发明实施例涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池控制装置及方法。

背景技术

电堆是发生电化学反应场所，是用电设备(例如，汽车)上的燃料电池电力系统核心部分。用电设备的燃料电池电力系统所输出的功率不是一成不变的，需要根据用电设备中的用电装置的需求控制所包括的电堆进行切入或切出，从而增加或减小输出功率。

目前，现有技术中为了可以控制燃料电池电力系统输出的功率一般将燃料电池电力系统设计为多堆并联系统(如图1所示)，其由多个分别包括升压器和电堆的支路并联组成，且各支路中的升压器和电堆串联，当用电设备所需的工作功率增加时，需要增加燃料电池电力系统输出的功率，即需要控制未进行工作的升压器开始工作，升高该升压器对应的电堆的输出电压。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于电力电子器件的限制，汽车上用电设备(例如，电机驱动器)的工作电流不能过大，因此，当用电设备所需的工作功率较高且用电设备的工作电流受限时，需要升压器将对应的电堆的输出电压升高到一个较大值，对升压器的要求较高，造成升压器的成本以及功耗增加。

发明内容

本发明实施例提供一种燃料电池控制装置及方法，以减少升压器的成本以及功耗。

第一方面，本发明实施例提供一种燃料电池控制装置，应用于用电设备，所述燃料电池控制装置包括：至少两个电堆组件、第一输出接口、第二输出接口和控制器；

所述控制器分别与各电堆组件连接，所述各电堆组件均包括第一端口和第二端口；

所述至少两个电堆组件中包括至少一个第一电堆组件，所述第一电堆组件还包括第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路的一端分别与所述第一电堆组件的第一端口连接，另一端分别与所述第一电堆组件的第二端口连接；

所述第一支路包括第一开关和电堆，所述电堆的一端通过所述第一开关与所述第一电堆组件的第一端口连接，另一端与所述第一电堆组件的第二端口连接；

所述第二支路包括第二开关，所述第二开关的一端与所述第一电堆组件的第一端口连接，另一端与所述第一电堆组件的第二端口连接；

所述第三支路包括第一续流元件，所述第一续流元件的一端与所述第一电堆组件的第一端口连接，另一端与所述第一电堆组件的第二端口连接；

各电堆组件通过各自的第一端口和第二端口与其它电堆组件连接，得到串联后的电堆组件；串联后的电堆组件的一端与所述第一输出接口连接、另一端与所述第二输出接口连接；

所述第一输出接口和所述第二输出接口分别与用电设备中的用电装置的两极连接；

所述控制器，用于获取所述用电设备的状态信息，根据所述用电设备的状态信息生成各电堆组件对应的控制信号，并将各电堆组件对应的控制信号发送至对应的电堆组件，其中所述控制信号为启动信号或停止信号；

所述电堆组件，用于根据所述启动信号或停止信号接入或断开自身所包括的电堆与其它电堆组件的串联。

在一种可能的设计中，所述装置还包括升压器；