[发明专利]燃料电池复合动力控制方法及其系统

说明书

本发明为一种燃料电池复合动力控制方法及其系统，控制燃料电池及储能电池以提供动力给变动负载，方法包含以下步骤：启动燃料电池，依据变动负载第一变动负载需求功率及储能电池的电池需求功率以计算燃料电池的需求风量；接着，根据需求风量使鼓风机供给空气至燃料电池；再读取供给至燃料电池的实际风量值，并根据实际风量值计算燃料电池的输出电流区间；最后，将燃料电池的输出电流控制于输出电流区间内。因此，本发明提供的燃料电池复合动力控制方法及其系统，可提供适当的空气量，使燃料电池能维持稳定的操作电压，进而提升燃料电池的寿命，同时由控制储能电池的荷电状态，使控制燃料电池的误差容许度得以放宽。

技术领域

本发明为一种燃料电池复合动力控制方法及其系统，特别是指一种以燃料电池及储能电池提供变动负载电力，在启动燃料电池前，先根据储能电池及变动负载的功率需求来计算燃料电池的需求风量的燃料电池复合动力控制方法及其系统。

背景技术

近年来，持续发展为重要的课题，全球因而致力追求能源、环保与经济的平衡发展。在运输工具方面，一般使用汽油作为动力来源，然而，在汽油转换为能量的过程中会释放大量的温室气体，无疑违背追求环保的目标，尤其在京都议定书生效后的温室气体减量压力下，各国也渐渐提出能源替代方案。由于燃料电池可循环利用的特性，使燃料电池技术在运输工具上的应用，成为兼顾环境保护，与顺应目前高能源价格时代的解决方案。

在燃料电池的发电过程中，必须供应适当的空气参与反应，若参与反应的空气过量，将导致燃料电池内部水分流失而影响性能与寿命，相反地，若参与反应地空气过少，将导致燃料电池操作电压下降，输出的功率也因此降低。因此，如何控制适量的空气参与反应，是燃料电池需解决的一重要课题。

在现有技术当中，通过监测燃料电池负载的电流，经由燃料电池控制器根据负载的电流计算出燃料电池的空气量需求，再将空气量需求信号传送给空气压缩机，使空气压缩机提供空气给燃料电池。然而，现有技术的缺点在于，当空气压缩机为燃料电池提供空气时，将会增加燃料电池的负载需求，如此一来，监测到的负载电流便会随着空气压缩机的运作而改变，进而导致燃料电池的电压于反馈控制当中震荡，进而使得燃料电池的电流输出不稳定。

在另一现有技术当中，在燃料电池系统运作时，预先测试空气压缩机在不同风量下的内耗电流，而在燃料电池系统实际运行时，仅监测系统净输出电流，如此一来，便不会产生因空气压缩机而造成的反馈控制的震荡。然而，此方法中燃料电池的电流为净输出电流加上预先测试的内耗电流值，由于预先测试的内耗电流值为一特定状态下的电流值，在实际运行上，燃料电池运转时的气体压力为动态震荡状态，因而空气压缩机的内耗电流值势必也处于震荡状态，若直接假定内耗电流为一恒定值可能会造成实际空气供应超出可接受值范围，且若空气压缩机等内部组件随着时间而效率衰退，将会使空气供应量随时间而越来越不足，进而导致燃料电池的性能加速衰退。

发明内容

本发明提供一种燃料电池复合动力控制方法及其系统，由变动负载的需求功率及储能电池的需求功率以计算燃料电池的需求风量，取代现有技术中利用燃料电池的变动负载电流以估算需求风量的方式，使燃料电池能维持稳定的进风量。

本发明提供一种燃料电池复合动力控制方法及其系统，由调整燃料电池与储能电池之间的电流输出，当需求功率发生瞬间变化的情况下，也能输出稳定的电流。

本发明提供一种燃料电池复合动力控制方法及其系统，由储能电池的状态及变动负载的功率需求量以决定是否启动燃料电池，以使控制燃料电池的误差容许度得以放宽，同时避免能源的浪费。