[发明专利]一种燃料电池备用电源控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池备用电源控制系统及方法，包括交流电源、燃料电池备用电源和直流负载，所述交流电源、燃料电池备用电源和直流负载三者间分别单独连接，所述燃料电池备用电源包括启动模块和燃料电池，所述启动模块和所述燃料电池之间设置有断路器，所述交流电源分别与启动模块、燃料电池单独连接。在燃料电池备用电源系统中加入容量启动电池模块，此模块容量小，电流大，成本低，可供短时主控板及负载用电；在启动模块与燃料电池主控板之间添加断路器，可以物理切断燃料电池与启动模块之间的供电关系，控制简单，逻辑简洁。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池备用电源控制系统及方法。

背景技术

通讯基站，铁塔等对电力可靠性要求极高的设备都配有多路电源供给，通常以交流市电供电为主，另需配备柴油机及电池组作为备用电源。当市电断电时，用户侧备用电源将启动向负载供电，以保证负载不停止工作。但是柴油机，锂电池或蓄电池都存在环境污染的问题。尤其是蓄电池，体积大，寿命短，维护费用周期过长，不能作为备用电源的最优选择。锂电池相比与蓄电池，性能上稍有优化，但是化学电池共有的问题还是存在的，虽已使用锂电池替换蓄电池，但是治标不治本。因此使用燃料电池作为备用电源成为新的发展趋势，燃料电池备用电源以其零污染，功率密度高、维护成本低，使用寿命长等优势，更适用作为备用电源。

现有技术中，如申请号为CN201610239231.7的中国专利公开了一种市电补给燃料电池备用电源装置，申请号为CN201010531969.3的中国专利公开了一种燃料电池备用电源控制系统及其控制方法。以上两个专利都针对燃料电池运行系统及控制做了着重分析， 启动需要依赖基站自带锂电池或蓄电池供电，但没有写明市电，锂电池及燃料电池的切换逻辑，也并无提供相应说明当燃料电池启动后锂电池工作状态。这就存在锂电池和燃料电池工作并无优先级，燃料电池非独立运行，完全依赖基站自带电池组，并且会与锂电池同时工作。这种设计会导致资源浪费，并且没有充分使用燃料电池，污染依然存在，工作效率无明显变化，造成资源浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种燃料电池备用电源控制系统，通过加入小容量的启动模块，在启动模块与燃料电池主控板之间添加直流常闭断路器，可以物理切断燃料电池与启动模块之间的供电关系，可以不依赖基站自带的电池组，完全可以适用新建基站，同时燃料电池备用电源自适应性强，启动后实现自给自足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃料电池备用电源控制系统，包括交流电源、燃料电池备用电源和直流负载，所述交流电源、燃料电池备用电源和直流负载三者间分别单独连接，所述燃料电池备用电源包括启动模块和燃料电池，所述启动模块和所述燃料电池之间设置有断路器，所述交流电源分别与启动模块、燃料电池单独连接。在燃料电池备用电源系统中加入容量启动电池模块，此模块容量小，电流大，成本低，可供短时主控板及负载用电；在启动模块与燃料电池主控板之间添加断路器，可以物理切断燃料电池与启动模块之间的供电关系，控制简单，逻辑简洁。

进一步的，所述燃料电池包括主控板、燃料电池配件、电堆和功率变换器，所述主控板通过所述断路器与所述启动模块连接，所述主控板、燃料电池配件、电堆及功率变换器依次连接，所述功率变换器连接至直流负载。通过断路器控制主控板和启动模块之间的供电关系，突破了现有技术依赖主控板采集电压来实现电源切换的技术瓶颈，实现了简单有效的切换控制，通过闭合断路器控制启动模块放电启动主控板，进而燃料电池配件启动，电堆放电进而通过功率变换器输出相应的电压值为直流负载供电。

进一步的，所述交流电源和所述主控板之间连接且设置有交流继电器。通过设置交流继电器可以保证主控板和交流电源之间的连接，同时方便主控板采集交流继电器信息量判断交流电源的供电情况。