[发明专利]多燃料电池模块发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种多燃料电池模块发电系统，其特征在于，包括：

多个燃料电池模块，用于作为主动力源，并监控自身的状态数据，对所述燃料电池模块进行性能评估得到当前温度情况下燃料电池模块的最大功率、最优功率和功率最大变化量；

多个单向直流变换模块，其与多个燃料电池模块一一对应，且所述单向直流变换模块的电能输入端与对应的所述燃料电池模块的电能输出端相连，所述单向直流变换模块的电能输出端与直流母线相连，用于将多个所述燃料电池模块输出的电能变换为与所述直流母线电气匹配；且所述单向直流变换模块接收能量管理控制器的需求电流指令，并根据接收到的需求电流指令，控制对应的所述燃料电池模块的输出电流达到目标需求电流，以控制所述燃料电池模块的输出功率；

锂电池模块，用于作为辅助动力源并存储电能，且所述锂电池模块的一个电能端与所述直流母线相连；

多个电能输出模块，所述电能输出模块的电能输入端与所述直流母线相连，所述电能输出模块的电能输出端连接外部负载，为外部负载供电；

能量管理控制器，所述能量管理控制器的一个通信口与多个所述燃料电池模块、多个所述单向直流变换模块、所述锂电池模块和多个所述电能输出模块的通信口连接，用于根据多个所述电能输出模块发送的总负载功率以及所述锂电池模块发送的锂电池当前电压值和当前电流值，计算多个所述燃料电池模块的需求功率；根据所述需求功率和所述燃料电池模块发送的最优功率确定启动的所述燃料电池模块的数量，并根据启动的所述燃料电池模块的数量以及所述燃料电池模块发送的最大功率和功率最大变化量，基于锂电池SOC规则限制约束情况下的二次规划能量管理策略，计算每个所述燃料电池模块的设定功率；根据每个所述燃料电池模块的设定功率和燃料电池模块性能评估数学模型，反推每个所述燃料电池模块的设定功率为最优功率时每个燃料电池模块的目标温度，并控制对应的燃料电池模块达到该目标温度，实现能量分配总体最优；所述能量管理控制器还将每个所述燃料电池模块的所述最优功率换算成需求电流值发送给对应的所述单向直流变换模块，以实现能量管理控制；

人机交互设备，与所述能量管理控制器的另一个通信口连接，用于接收人工开关机指令、显示和存储所述能量管理控制器发送的来自多个所述燃料电池模块、多个所述单向直流变换模块、所述锂电池模块和多个所述电能输出模块的状态数据；

控制电源模块，所述控制电源模块的电能输入端与所述锂电池模块的另一个电能端相连，所述控制电源模块的电能输出端与多个所述燃料电池模块、多个所述单向直流变换模块、多个所述电能输出模块、所述能量管理控制器以及所述人机交互设备的控制电源接口相连。

2.如权利要求1所述的多燃料电池模块发电系统，其特征在于，所述燃料电池模块为质子交换膜燃料电池或者固体氧化物燃料电池，所述质子交换膜燃料电池包括液冷和风冷冷却方式。

3.如权利要求1所述的多燃料电池模块发电系统，其特征在于，电气匹配通过升压变换电路或降压变换电路或升压变换电路结合降压变换电路实现。

4.如权利要求1所述的多燃料电池模块发电系统，其特征在于，所述电能输出模块为交流电能输出模块或者直流电能输出模块，所述交流电能输出模块为单相交流电能输出模块或三相交流电能输出模块。