[发明专利]燃料电池热电联供系统及控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池热电联供系统，其特征在于，包括储能变流器、锂电池、燃料电池、供热装置、智能监控单元和DC/DC电路；

供热装置与燃料电池连通，储能变流器的直流端分别与锂电池和燃料电池电连接，所述储能变流器的直流端还与DC/DC电路的输入端电连接，所述DC/DC电路的输入端与锂电池的输出端电连接，所述DC/DC电路的输入端还与燃料电池的输出端电连接，所述DC/DC电路的输出端与智能监控单元的输入端电连接；

当所述燃料电池工作时，所述燃料电池产生的热量通过供热装置为用户提供热量，并基于用户需求用热量和燃料电池产生的热量控制供热装置；

当外部电源异常时，所述储能变流器将锂电池和燃料电池输出的直流电转换为交流电后供交流负载使用；

所述供热装置，包括热交换器、第二电子节温器、主散热器和用户供热设备；

燃料电池的电堆与热交换器连通，热交换器分别与主散热器和用户供热设备连通，所述热交换器和主散热器连通的管道上设置第二电子节温器；

燃料电池基于接收的目标功率开机运行；

基于获取的燃料电池的电堆输出端的实时温度、电堆输入端的实时温度、供热装置的第二电子节温器和电堆之间的实时温度和电堆输入端的目标温度控制电堆与热交换器之间管道的开度为用户供热设备供热；

控制电堆与热交换器之间管道的开度为用户供热设备供热的步骤之后还包括：

检测电堆产生热量Q是否大于用户供热设备的需求散热量Qr与主散热器的风扇静态散热量Qs之和；

当判断结果为是时，打开热交换器与主散热器之间的通道，主散热器散热；

当判断结果为否时，判断用户供热设备的需求散热量Qr是否大于电堆产生热量Q；

当用户供热设备的需求散热量Qr大于电堆产生热量Q时产生警告信息；

当用户供热设备的需求散热量Qr不大于电堆产生热量Q时打开热交换器与主散热器之间的通道。

2.根据权利要求1所述的燃料电池热电联供系统，其特征在于，所述电堆与热交换器连通的管道上设置第一电子节温器。

3.根据权利要求2所述的燃料电池热电联供系统，其特征在于，电堆的输出端与第一电子节温器之间设置第六温度传感器，所述电堆的输入端与第一电子节温器之间设置第七温度传感器，所述主散热器的输出端设置第一温度传感器，第一温度传感器和第七温度传感器之间设置第二温度传感器。

4.根据权利要求3所述的燃料电池热电联供系统，其特征在于，热交换器和用户供热设备输入端的管道上设置第五温度传感器，所述热交换器和用户供热设备输出端的管道上设置第四温度传感器，热交换器和第二电子节温器之间设置第三温度传感器，所述热交换器和用户供热设备输入端的管道上设置第一压力控制阀，所述热交换器和用户供热设备输出端的管道上设置第二压力控制阀。

5.一种燃料电池热电联供系统的控制方法，用于权利要求1至4任一所述的燃料电池热电联供系统，其特征在于，包括：

燃料电池基于接收的目标功率开机运行；

基于获取的燃料电池的电堆输出端的实时温度、电堆输入端的实时温度、供热装置的第二电子节温器和电堆之间的实时温度和电堆输入端的目标温度控制电堆与热交换器之间管道的开度为用户供热设备供热；

检测电堆产生热量Q是否大于用户供热设备的需求散热量Qr与主散热器的风扇静态散热量Qs之和；

当判断结果为是时，打开热交换器与主散热器之间的通道，主散热器散热；

当判断结果为否时，判断用户供热设备的需求散热量Qr是否大于电堆产生热量Q；

当用户供热设备的需求散热量Qr大于电堆产生热量Q时产生警告信息；

当用户供热设备的需求散热量Qr不大于电堆产生热量Q时打开热交换器与主散热器之间的通道。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述主散热器散热，包括：

根据电堆输入端的实时温度和电堆输入端的目的温度计算主散热器的风扇转速；

基于所述转速控制风扇运转。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当控制电堆与热交换器之间管道的开度为用户供热设备供热时，判断外部电源是否正常；

当外部电源正常时，外部电源为负载提供电力；

当外部电源异常时，储能变流器将氢燃料电池能量转为交流电，并通过隔离变压器稳定输出到用户负载。