[发明专利]燃料电池串并联多堆协同运行系统及其控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，包括：多个燃料电池电堆、气体供给模块、DC/DC转换器、串联气体供给回路、并联气体供给回路、电气串联回路、电气并联回路和控制器；

所述气体供给模块通过所述串联气体供给回路将所述多个燃料电池电堆串联连接；所述气体供给模块还通过所述并联气体供给回路将所述多个燃料电池电堆串联连接；所述多个燃料电池电堆通过所述电气串联回路与所述DC/DC转换器串联连接；所述多个燃料电池电堆通过所述电气并联回路与所述DC/DC转换器并联连接；所述串联气体供给回路、所述并联气体供给回路、所述电气串联回路及所述电气并联回路均与所述控制器连接；

其中，所述串联气体供给回路和所述电气串联回路在所述控制器选定串联工作模式下运行；所述并联气体供给回路和所述电气并联回路在所述控制器选定并联工作模式下运行。

2.根据权利要求1所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，

所述串联气体供给回路用于在所述控制器选定串联工作模式下将所述气体供给模块提供的反应气体传输至所有燃料电池电堆以及将所有燃料电池电堆产生的尾气排放至大气；

所述并联气体供给回路用于在所述控制器选定并联工作模式下将所述气体供给模块提供的反应气体传输至预设个数的燃料电池电堆以及将所述预设个数的燃料电池电堆产生的尾气排放至大气；

所述电气串联回路用于在所述控制器选定所述串联工作模式下将所有燃料电池电堆产生的能量串联传输至所述DC/DC转换器；

所述电气并联回路用于在所述控制器选定所述并联工作模式下将所述预设个数的燃料电池电堆产生的能量并联传输至所述DC/DC转换器。

3.根据权利要求2所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，所述串联气体供给回路上设置有气体串联回路开关阀和串联尾气排放阀；所述气体串联回路开关阀设置于所述气体供给模块与所述多个燃料电池电堆之间，所述串联尾气排放阀设置于所述多个燃料电池电堆与大气之间，所述气体串联回路开关阀和所述串联尾气排放阀均与所述控制器连接。

4.根据权利要求2所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，所述并联气体供给回路上设置有多个气体并联回路开关阀和多个并联尾气排放阀；所述气体并联回路开关阀设置于所述气体供给模块与所述多个燃料电池电堆之间以及每两个相邻燃料电池电堆之间，所述并联尾气排放阀设置于每个燃料电池电堆与大气之间，每个气体并联回路开关阀和每个并联尾气排放阀均与所述控制器连接。

5.根据权利要求2所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，所述电气串联回路上设置有电气串联回路开关；所述电气串联回路开关的一端与所述DC/DC转换器连接，所述电气串联回路开关的另一端与所述多个燃料电池电堆连接，所述电气串联回路开关还与所述控制器连接。

6.根据权利要求2所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，所述电气并联回路上设置有多个电气并联回路开关；每个电气并联回路开关的一端与一个燃料电池电堆连接，每个电气并联回路开关的另一端均与所述DC/DC转换器连接，每个电气并联回路开关还与所述控制器连接。

7.根据权利要求1所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述DC/DC转换器连接，所述电源模块还与所述控制器连接。

8.一种燃料电池串并联多堆协同运行系统的控制方法，应用于如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池串并联多堆协同运行系统，其特征在于，所述方法包括：

获取负载需求功率；

将所述负载需求功率与至少一个预设输出功率区间进行匹配，得到所述负载需求功率所属的目标输出功率区间；

获取与所述目标输出功率区间对应的目标工作模式，并按所述目标工作模式控制多个燃料电池电堆产生能量；其中，所述目标工作模式为并联工作模式或串联工作模式。