[发明专利]一种基于燃料电池的应急电源系统

说明书

本公开提供了一种基于燃料电池的应急电源系统，包括：燃料电池模块、动力电池模块、控制系统及直流母线；所述燃料电池模块作为应急电源向负载供电；所述动力电池模块作为所述燃料电池模块启动时提供启动电源，及协同所述燃料电池模块进行功率调整；所述控制系统，用于对本系统进行控制；所述燃料电池模块、所述动力电池模块分别电连接在所述直流母线上；所述燃料电池模块在运行过程中，实时监测负载输出功率，并将负载输出功率通过CAN总线传送至燃料电池控制器，作为所述燃料电池模块的输出设定功率。本公开可以根据负载的大小自动调节燃料电池的输出功率，使用环保、噪音低且可移动。

技术领域

本公开涉及应急电源领域，尤其涉及一种基于燃料电池的应急电源系统。

背景技术

应急电源，在原本为用电设备供电的市电出现故障时，导通应急电源与用电设备之间的供电电路，能够让用电设备持续工作，在现有技术中，都是采用市电对应急电源进行充电，而市电中的电能往往有不可再生能源发电而来，并不环保，同时能源利用率低；现有的应急电源系统的输出功率不可调节，或调节性较差，不能根据负载的实际输出功率而进行自动调节；此外，移动性差也是现有应急电源系统的一个弊端。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种基于燃料电池的应急电源系统。

根据本公开的一个方面，基于燃料电池的应急电源系统包括：燃料电池模块、动力电池模块、控制系统及直流母线；所述动力电池模块作为所述燃料电池模块启动时提供启动电源，及协同所述燃料电池模块进行功率调整；所述燃料电池模块、所述动力电池模块分别电连接在所述直流母线上；所述燃料电池模块在运行过程中，所述控制系统实时监测负载输出功率，并将负载输出功率通过CAN(控制器局域网络)通信方式传送至所述燃料电池模块，作为所述燃料电池模块的输出设定功率。

根据本公开的至少一个实施方式，所述动力电池模块协同所述燃料电池模块进行功率调整具体为：当所述动力电池模块的SOC(剩余电量)低于设定值时，所述燃料电池模块的输出功率设定为略大于负载实时输出功率，所述燃料电池模块的部分电能给所述动力电池模块充电；当所述动力电池模块的SOC(剩余电量)高于设定值时，所述燃料电池模块的输出功率设定为略小于负载实时输出功率，所述动力电池模块的部分电能补偿给所述燃料电池模块以满足负载功率要求。

根据本公开的至少一个实施方式，所述燃料电池模块在加载过程中，所述动力电池模块释放部分电量，以补偿由于负荷快速上升，所述燃料电池模块的功率响应不及时而产生的电能不足；负荷快速降载时，所述动力电池模块吸收部分电能，以防止由于所述燃料电池模块由于降载响应不及时而产生电能集聚，导致所述燃料电池模块的异常情况发生。

根据本公开的至少一个实施方式，所述燃料电池模块采用两台120KW的燃料电池模块并联使用，总发电功率240KW；所述燃料电池模块的输出功率调节范围为30KW-240KW。

根据本公开的至少一个实施方式，当所述燃料电池模块的设定功率(负载实时输出功率)小于60KW时，设定只开一台所述燃料电池模块，当所述燃料电池的设定功率(负载实时输出功率)大于60KW时，同时启动两台所述燃料电池模块，每台燃料电池设定功率为负载实时功率的一半。

根据本公开的至少一个实施方式，所述应急电源系统还包括蓄电池及蓄电池充电电源，所述蓄电池用于给所述控制系统供电，所述蓄电池充电电源与所述直流母线电连接，用于给所述蓄电池充电及所述控制系统供电。

根据本公开的至少一个实施方式，所述应急电源系统还包括氢气系统，所述氢气系统包括加氢口，氢气总管，氢气瓶，供氢总阀，所述加氢口设有机械压力表，并经单向阀与过滤器与所述氢气总管连接；若干所述氢气瓶的瓶口处分别设有温度传感器及压力传感器，并经瓶口电磁阀及手动开关阀与所述氢气总管连接；所述供氢总阀一端与所述燃料电池模块连接，另一端通过调压阀与所述氢气总管连接，所述供氢总阀与所述调压阀之间设有压力传感器。