專利名稱：一種燃料電池和蓄電池的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)急電源系統(tǒng)，具體涉及一種燃料電池和蓄電池的應(yīng)急電源能量管理 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃料電池和蓄電池應(yīng)急電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如

圖1所示。圖中給出了兩種配置 方式，其工作原理都相同。系統(tǒng)有兩種能量源，分別為1燃料電池和2蓄電池，圖中的3作 為電壓調(diào)節(jié)，使得1輸出電壓和2的電壓相匹配；4將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，提供給負(fù)載使 用。由于燃料電池啟動時間的限制，在后備電源系統(tǒng)中必須使用蓄電池來縮短轉(zhuǎn)換時間，減 少電源切換對負(fù)載的影響。由于存在兩個能量源，系統(tǒng)如何合理地分配輸出功率，對提高系 統(tǒng)效率具有至關(guān)重要的作用。美國專利局2002年7月公布的專利US 2002/0095247A1中，Yi Ding等人提出了 一種無權(quán)基于蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)值進(jìn)行功率分配的方法。該方法將SOC值劃分為幾個 區(qū)域，根據(jù)蓄電池SOC值所處的區(qū)域，決定燃料電池如何工作以及是否對蓄電池充/放電。 但文中并未提及具體的功率分配方案，也沒有提及當(dāng)需求功率過大時的處理方法。中國專利局2004年2月公布的專利CN 1476396A中，提供了一種混合動力系統(tǒng)， 使用一個與各種動力源分配選項(xiàng)有關(guān)的成本函數(shù)來改善動力源的分配，使得動力分配控制 在一個最佳總成本的水平。但是文中沒有給出成本函數(shù)的表達(dá)式，而且其應(yīng)用范圍局限于 混合動力車輛。中國專利局2004年10月公布的專利CN 1539673A中，提出一種實(shí)時的燃料電池 混合動力系統(tǒng)的功率分配方法，從學(xué)電池和燃料電池系統(tǒng)各自局部最優(yōu)的角度去考慮功率 分配，然后從全局的角度出發(fā)，讓兩者相互折中，使得系統(tǒng)全局的性能最優(yōu)，從而提高混合 動力系統(tǒng)的能量效率。但該技術(shù)僅適用于混合動力車輛的功率分配控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種燃料電池和蓄電池的應(yīng)急電源能量管理系 統(tǒng)，通過設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行功率分配，使得燃料電池和蓄電池應(yīng)急電源系統(tǒng)工作時，能夠根據(jù) 負(fù)載功率、蓄電池SOC值，轉(zhuǎn)換工作方式，優(yōu)化系統(tǒng)的輸出性能。本發(fā)明的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)的工作狀態(tài)劃分為以下6類
權(quán)利要求
1.一種燃料電池和蓄電池的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，包括對啟動時間、蓄 電池SOC值、負(fù)載功率、系統(tǒng)效率各參數(shù)的設(shè)置，具體步驟如下(1)首先設(shè)置緊急啟動按鍵，緊急啟動時，由蓄電池向負(fù)載提供功率，同時啟動燃料電 池，待燃料電池輸出功率穩(wěn)定后，切換為燃料電池向負(fù)載提供功率；(2)正常啟動時，蓄電池不工作，燃料電池輸出功率穩(wěn)定后，應(yīng)急電源才能向負(fù)載輸出 功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)負(fù)載功率大于額定 功率的30 %時，燃料電池工作，不向蓄電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)負(fù)載功率為0-30%， 蓄電池SOC大于70%時，燃料電池工作，不向蓄電池充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)負(fù)載功率為0-30%， 蓄電池SOC為0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，負(fù)載功率為0，蓄電池 SOC為0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，負(fù)載功率為0，蓄電池 SOC大于70 %時，燃料電池怠速工作，不向蓄電池充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，停機(jī)時，蓄電池SOC為 0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電，充電至SOC = 70%結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的 能量源由燃料電池和蓄電池組成，燃料電池輸出電壓通過DC/DC變換器與蓄電池相連，直 流電壓通過DC/AC變換為交流電，提供給外部負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃料電池和蓄電池的應(yīng)急電源能量管理系統(tǒng)，根據(jù)對啟動時間、蓄電池SOC值、負(fù)載功率、系統(tǒng)效率各參數(shù)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急策略。本發(fā)明啟動時間短、燃料效率高、響應(yīng)時間高，應(yīng)用范圍非常廣泛，特別是在對環(huán)境有較高要求的公共場所，例如醫(yī)院、機(jī)場、地鐵站等建筑物的應(yīng)急電源系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號H02J9/04GK102074997SQ20091019911
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者周蘇, 寧皓, 張傳升, 李國平 申請人:上海濟(jì)燁能源科技有限公司