RU2325749C1 - Устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента - Google Patents

Устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2325749C1
RU2325749C1 RU2006144106/09A RU2006144106A RU2325749C1 RU 2325749 C1 RU2325749 C1 RU 2325749C1 RU 2006144106/09 A RU2006144106/09 A RU 2006144106/09A RU 2006144106 A RU2006144106 A RU 2006144106A RU 2325749 C1 RU2325749 C1 RU 2325749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel cell
power supply
output current
current
operating point
Prior art date
Application number
RU2006144106/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Тае-Вон КИМ (KR)
Тае-Вон КИМ
Сеунг-Тае КО (KR)
Сеунг-Тае КО
Original Assignee
Эл Джи Электроникс Инк.
Эл Джи Кем, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эл Джи Электроникс Инк., Эл Джи Кем, Лтд. filed Critical Эл Джи Электроникс Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2325749C1 publication Critical patent/RU2325749C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04574—Current
    • H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04895—Current
    • H01M8/0491—Current of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/402—Combination of fuel cell with other electric generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение раскрывает источник и способ электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента. Источник электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента включает в себя: запоминающий модуль для запоминания нормальной области и области предупреждения соответственно рабочим условиям и зависимости между выходным напряжением и выходным током топливного элемента; модуль детектирования для детектирования тока коллективного питания; и модуль управления для нахождения рабочей точки топливного элемента и выдачи управляющего сигнала для изменения выходного тока топливного элемента на основе положения найденной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания. Технический результат - увеличение эффективности и стабильности работы топливного элемента. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к топливному элементу и, конкретнее, к устройству и способу управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, которые могут улучшить эффективность и стабильность работы системы топливного элемента.
2. Описание предшествующего уровня техники
Вообще топливный элемент - это устройство для непосредственного преобразования энергии топлива в электроэнергию. В топливном элементе анод и катод расположены с обеих сторон пленки из полимерного электролита. Электрохимическое окисление водорода, который является топливом, производится на аноде (или окислительном электроде), и электрохимическое восстановление кислорода, который является окислителем, производится на катоде (или восстановительном электроде). То есть топливный элемент генерирует электроны с помощью электрохимического окисления и восстановления и генерирует электроэнергию с помощью перемещения электронов.
К типичным топливным элементам относятся фосфорно-кислотный топливный элемент, щелочной топливный элемент, топливный элемент с протонообменной мембраной, топливный элемент с расплавленным карбонатным электролитом, твердоокисный топливный элемент, топливный элемент с прямым окислением метанола и т.д. Кроме того, топливные элементы могут классифицироваться по области применения как промышленные топливные элементы, бытовые топливные элементы, транспортные топливные элементы для электромобилей и малоразмерные топливные элементы, которые используются в мобильных терминалах и портативных компьютерах. Бытовой топливный элемент специально был разработан для эффективного снабжения электробытовых приборов или осветительных приборов в доме, и промышленный топливный элемент специально был разработан для эффективного снабжения осветительных приборов, двигателей и механизмов в торговых центрах или на заводах.
Фиг.1 представляет собой структурную схему, изображающую традиционный источник электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента. По фиг.1 традиционный источник электропитания включает в себя топливный элемент 1, модуль 2 преобразования мощности и модуль 3 электропитания линии. Топливный элемент 1 включает в себя батарею (не показана), содержащую анод и катод для генерирования электричества с помощью электрохимической реакции водорода и кислорода, и генерирует постоянное напряжение от батареи (не показана).
Модуль 2 преобразования мощности включает в себя модуль преобразования DC/DC (не показан) для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение, повышения или понижения переменного напряжения, выпрямления получающегося напряжения и выдачи постоянного напряжения. Модуль 2 преобразования мощности также включает в себя инвертор (не показан) для преобразования постоянного напряжения от модуля преобразования DC/DC в переменное напряжение.
Модуль 3 электропитания линии выдает коллективное электропитание каждому дому или общественному объекту. Т.е. система топливного элемента и модуль 3 электропитания линии соединены друг с другом для подачи электропитания каждому дому или общественному объекту.
В случае, когда мощность, сгенерированная системой топливного элемента, не продается публичной энергетической компании (модуль питания линии), контролируется, чтобы ток i1, выдаваемый модулем 2 преобразования мощности, был равен току i3, выдаваемому в нагрузку. Поэтому ток i2 коллективного электропитания, выдаваемый с модуля 3 питания линии, становится равным '0', так что он не может выдаваться в нагрузку.
Когда максимальное значение тока, генерируемого в топливном элементе 1, выше максимального значения тока i1, генерируемого в модуле 2 преобразования мощности, ток i1 ограничивается для защиты системы топливного элемента. Т.е. в системе топливного элемента нормальная область определяется возможным максимальным током и возможным минимальным напряжением. Когда топливный элемент 1 не работает в нормальной области, работа топливного элемента 1 останавливается для защиты системы топливного элемента. Однако, даже если выходное напряжение ниже, чем возможное минимальное напряжение, система топливного элемента может стабильно работать, если выходной ток снижен. Тем не менее, когда выходное напряжение топливного элемента ниже, чем возможное минимальное напряжение, работа топливного элемента останавливается, что снижает рабочую эффективность системы топливного элемента.
Существо изобретения, заявленного здесь, не ограничивается вариантами осуществления, которые устраняют любые недостатки или которые работают только в условиях, подобных тем, что описаны выше. Скорее это описание изобретения приводится только для иллюстрации одной типичной области техники, в которой некоторые варианты осуществления, описанные здесь, могут применяться.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предоставляет устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, которые могут увеличить эффективность и стабильность работы системы топливного элемента с помощью предварительной установки нормальной области, которая является областью стабильной работы топливного элемента, определения текущей рабочей точки топливного элемента по выходному напряжению, выходному току и рабочим условиям топливного элемента в топливном элементе для некоммерческого использования, и автоматического регулирования выходного тока инвертора, так чтобы найденная рабочая точка могла находиться в нормальной области.
Чтобы добиться этих и других преимуществ, и в соответствии с задачей настоящего изобретения, как осуществлено и подробно описано здесь, предлагается устройство управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, включающее в себя: запоминающий модуль для запоминания нормальной области и области предупреждения соответственно рабочим условиям и зависимости между выходным напряжением и выходным током топливного элемента; модуль преобразования мощности для увеличения или уменьшения выходного тока топливного элемента соответственно управляющему сигналу; модуль детектирования для детектирования тока коллективного питания; и модуль управления для нахождения рабочей точки топливного элемента и выдачи управляющего сигнала для изменения выходного тока топливного элемента на основе положения найденной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания.
Другой вариант осуществления направлен на способ для подключаемой к линии системы топливного элемента, включающий в себя детектирование рабочей точки топливного элемента и тока коллективного питания. Выходной ток топливного элемента изменяется на основе положения детектированной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания.
Это изложение сущности изобретения приведено, чтобы представить в упрощенном виде набор концепций, которые описываются ниже в подробном описании изобретения. Это изложение сущности изобретения не предназначено для определения существенных признаков или основных характеристик заявленного предмета, также оно не предназначено для того, чтобы использоваться для помощи в определении рамок заявленного предмета.
Дополнительные признаки будут установлены дальше в описании, которое следует, и отчасти будут ясны из описания или могут быть изучены с помощью представленной здесь практической реализации идей. Признаки изобретения могут быть осуществлены и применены с помощью инструментария и комбинаций, подробно указанных в прилагаемой формуле изобретения. Признаки настоящего изобретения станут более очевидными из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения или могут быть изучены с помощью практики применения изобретения, как установлено дальше.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включаются в материалы заявки, чтобы обеспечить дальнейшее понимание изобретения, и которые включаются в описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.
Фиг.1 представляет собой структурную схему, изображающую традиционный источник электропитания для системы топливного элемента.
Фиг.2 представляет собой структурную схему, изображающую устройство управления источником электропитания для системы топливного элемента по настоящему изобретению.
Фиг.3 представляет собой график, показывающий зависимость между выходным напряжением и выходным током топливного элемента на фиг.2.
Фиг.4 представляет собой блок-схему, показывающую последовательность этапов управления источником электропитания для системы топливного элемента по настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Теперь будут подробно упомянуты сопроводительные чертежи, которые составляют часть этого описания и на которых показаны в виде иллюстраций индивидуальные варианты осуществления, в которых изобретение может быть осуществлено на практике. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления и могут быть сделаны структурные изменения, не выходя за рамки настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройству и способу управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, которые могут увеличить эффективность и стабильность работы системы топливного элемента с помощью изменения выходного напряжения топливного элемента с помощью автоматического управления выходным током инвертора топливного элемента при некоммерческом использовании.
Фиг.2 представляет собой структурную схему, изображающую устройство управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента по настоящему изобретению. Как показано на фиг.2, устройство управления источником электропитания может включать в себя топливный элемент 10, модуль 20 преобразования мощности, модуль 30 питания линии, модуль управления 40, запоминающий модуль 50 и модуль детектирования 60. Топливный элемент 10 включает в себя батарею (не показана), содержащую анод и катод для генерирования электричества с помощью электрохимической реакции водорода и кислорода, и генерирует постоянное напряжение от батареи (не показана). Модуль 20 преобразования мощности преобразовывает постоянное напряжение от топливного элемента 10 в переменное напряжение заранее установленного уровня и выдает переменное напряжение. В одном варианте осуществления модуль 20 преобразования мощности включает в себя модуль преобразования DC/DC 21 и инвертор 22.
В одном варианте осуществления модуль преобразования DC/DC 21 преобразовывает постоянное напряжение в переменное напряжение, повышает или понижает переменное напряжение, выпрямляет получающееся напряжение и выдает постоянное напряжение. Инвертор 22 преобразовывает постоянное напряжение от модуля преобразования DC/DC 21 в переменное напряжение соответственно управляющему сигналу и выдает переменное напряжение. В соответствии с настоящим изобретением инвертор 22 изменяет выходной ток соответственно управляющему сигналу, таким образом препятствуя тому, чтобы ток i1, генерируемый системой топливного элемента, попал в модуль 30 питания линии. Т.е. инвертор 22 управляет током i1 через выходные контакты системы топливного элемента для предотвращения попадания тока в модуль питания линии.
Модуль 30 электропитания линии выдает коллективное электропитание каждому дому или общественному объекту. Модуль 60 детектирования детектирует ток коллективного питания i2, выдаваемый от модуля 30 питания линии. В одном варианте осуществления запоминающий модуль 50 предварительно устанавливает и запоминает нормальную область, которая является областью стабильной работы топливного элемента 10. Запоминающий модуль 50 может также сохранять область предупреждения. Область предупреждения может быть определена с помощью использования нагрузочных характеристических кривых в рабочих условиях топливного элемента 10 и зависимости между выходным напряжением и выходным током топливного элемента 10.
Как показано на фиг.3, нормальная область и область предупреждения могут быть установлены на основе характеристических кривых в рабочих условиях, выходного тока и выходного напряжения топливного элемента 10 и предварительно установленных нагрузочных кривых. Модуль 40 управления находит рабочую точку топливного элемента 10 и выдает управляющий сигнал для изменения выходного тока топливного элемента 10 на основе положения найденной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания i2. Т.е. когда рабочая точка топливного элемента 10 находится в нормальной области, модуль 40 управления может увеличить или уменьшить выходной ток i1 топливного элемента 10 соответственно детектированию или недетектированию тока коллективного питания i2.
Когда рабочая точка топливного элемента 10 находится в нормальной области, если ток коллективного питания i2 не детектирован модулем 60 детектирования, модуль 40 управления может уменьшить выходной ток инвертора 22. И наоборот, если ток коллективного питания i2 детектирован, модуль 40 управления может увеличить выходной ток инвертора 22.
Когда рабочая точка топливного элемента 10 находится в области предупреждения, модуль 40 управления уменьшает выходной ток топливного элемента 10. В одном осуществлении это выполняется с помощью уменьшения выходного тока i1 инвертора 22. Когда найденная рабочая точка не находится в нормальной области или области предупреждения, модуль 40 управления останавливает, т.е. блокирует систему топливного элемента.
Фиг.4 изображает один вариант осуществления способа работы устройства управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента согласно настоящему изобретению. Запоминающий модуль 50 предварительно устанавливает и сохраняет нормальную область, которая является областью стабильной работы топливного элемента 10, и область предупреждения на основе характеристических кривых в рабочих условиях топливного элемента 10, зависимости между выходным напряжением и выходным током топливного элемента 10 и нагрузочных кривых, как показано на фиг.3. Рабочие условия могут включать количество воздуха и количество топлива, поданных топливному элементу 10, и внешнюю температуру.
В этом состоянии батарея (не показана) топливного элемента 10, включающая в себя анод и катод, производит электричество с помощью электрохимической реакции водорода и кислорода и подводит получающееся постоянное напряжение к модулю преобразования DC/DC 21 модуля 20 преобразования мощности. Модуль 21 преобразования DC/DC преобразовывает постоянное напряжение от топливного элемента 10 в переменное напряжение, повышает или понижает переменное напряжение, выпрямляет повышенное или пониженное переменное напряжение в постоянное напряжение и подводит постоянное напряжение к инвертору 22. Инвертор 22 преобразовывает постоянное напряжение от модуля 21 преобразования DC/DC в переменное напряжение предварительно установленного уровня соответственно управляющему сигналу и выдает переменное напряжение.
Модуль 40 управления определяет рабочие условия, выходной ток и выходное напряжение топливного элемента 10 (S1 и S2) и определяет рабочую точку тока топливного элемента 10 с помощью использования найденных рабочих условий, выходного тока и выходного напряжения (S3). Модуль 40 управления определяет, находится ли найденная рабочая точка в нормальной области (S4).
В соответствии с результатами определения (S4 и S8), когда найденная рабочая точка не находится в нормальной области или области предупреждения, модуль 40 управления снижает выходной ток топливного элемента 10, например, с помощью снижения выходного тока инвертора (S10). Например, модуль 40 управления может понижать выходной ток инвертора 22, пока найденная рабочая точка не попадет в нормальную область.
В соответствии с результатами определения (S4 и S8), когда найденная рабочая точка не находится в нормальной области, но более того находится в области предупреждения (S8), модуль 40 управления останавливает или блокирует работу системы топливного элемента (S9).
С другой стороны, когда найденная рабочая точка находится в нормальной области, модуль 40 управления определяет, был ли детектирован ток коллективного питания i2 модулем 60 детектирования (S5), и увеличивает или уменьшает выходной ток i1 инвертора 22 топливного элемента 10 (S6 и S7) соответственно результату выбора (S5).
Когда ток коллективного питания i2 был детектирован модулем детектирования 60 (S5), модуль 40 управления увеличивает выходной ток i1 инвертора 22 топливного элемента 10 (S6). Например, поскольку выходное напряжение системы топливного элемента не может быть реализовано потребителю, выходной ток системы топливного элемента не подается в модуль 30 питания линии.
И наоборот, когда ток коллективного питания i2 не был детектирован модулем 60 детектирования (S5), модуль 40 управления уменьшает выходной ток i1 инвертора 22 топливного элемента 10 (S7).
Повторно обращаясь к фиг.3, увидим, что способ обеспечения электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента согласно настоящему изобретению будет сейчас объяснен более подробно.
В то время как топливный элемент 10 работает в точке, отмеченной '2', модуль 40 управления традиционного источника электропитания может, как правило, управлять топливным элементом 10 в точке, отмеченной '1', или может остановить топливный элемент 10 с помощью автомата низкого напряжения. Однако, согласно настоящему изобретению, модуль 40 управления может нормально управлять топливным элементом 10 в '2', потому что рабочая точка топливного элемента 10 находится в нормальной области.
Как обсуждалось ранее, согласно настоящему изобретению устройство управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента предварительно устанавливает нормальную область, которая является областью стабильной работы топливного элемента, находит текущую рабочую точку топливного элемента по выходному напряжению, выходному току и рабочим условиям топливного элемента в топливном элементе для некоммерческого использования и автоматически регулирует выходной ток инвертора, так чтобы найденная рабочая точка могла находиться в нормальной области. В результате эффективность и надежность работы системы топливного элемента могут быть улучшены.
Так как настоящее изобретение может быть осуществлено в нескольких формах, не отступая от его духа и основных характеристик, следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления не ограничены какими-либо деталями вышеупомянутого описания, пока не установлено обратное, но скорее должны толковаться широко в их духе и рамках, как определено в прилагаемой формуле изобретения, и, следовательно, все изменения и модификации, которые попадают в объем и рамки формулы изобретения или эквиваленты таких объема и рамок, подразумеваются, как охватываемые прилагаемой формулой изобретения.

Claims (20)

1. Источник электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, содержащий
запоминающий модуль для запоминания нормальной области и области предупреждения соответственно рабочим условиям топливного элемента и зависимости между выходным напряжением и выходным током топливного элемента;
модуль детектирования для детектирования тока коллективного питания; и
модуль управления для нахождения рабочей точки топливного элемента и выдачи управляющего сигнала для изменения выходного тока топливного элемента на основе положения найденной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания.
2. Источник электропитания по п.1, в котором, когда рабочая точка находится в нормальной области, модуль управления увеличивает или уменьшает выходной ток топливного элемента соответственно детектированию или недетектированию тока коллективного питания.
3. Источник электропитания по п.1, в котором, когда ток коллективного питания детектирован, модуль управления увеличивает выходной ток инвертора.
4. Источник электропитания по п.1, в котором, когда ток коллективного питания не детектирован, модуль управления уменьшает выходной ток инвертора.
5. Источник электропитания по п.1, в котором рабочие условия включают в себя количество воздуха и количество топлива, поданных топливному элементу, и внешнюю температуру.
6. Источник электропитания по п.1, в котором модуль управления определяет рабочую точку топливного элемента с помощью использования рабочих условий, выходного тока и выходного напряжения топливного элемента.
7. Источник электропитания по п.1, в котором нормальная область и область предупреждения устанавливаются на основе характеристических кривых в рабочих условиях, выходного тока и выходного напряжения топливного элемента и предварительно установленных нагрузочных кривых.
8. Источник электропитания по п.1, содержащий модуль преобразования мощности для увеличения или уменьшения выходного тока топливного элемента соответственно управляющему сигналу.
9. Источник электропитания по п.8, в котором модуль преобразования мощности содержит инвертор, переключаемый управляющим сигналом, для увеличения или уменьшения выходного тока топливного элемента.
10. Источник электропитания по п.1, в котором, когда найденная рабочая точка находится в области предупреждения, модуль управления уменьшает выходной ток топливного элемента.
11. Источник электропитания по п.1, в котором, когда найденная рабочая точка не находится в нормальной области, модуль управления останавливает систему топливного элемента.
12. Способ электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента, причем способ включает в себя
детектирование рабочей точки топливного элемента и тока коллективного питания; и
изменение выходного тока топливного элемента на основе положения детектированной рабочей точки и детектирования или недетектирования тока коллективного питания.
13. Способ электропитания по п.12, в котором детектирование рабочей точки дополнительно включает в себя
детектирование рабочих условий топливного элемента;
детектирование выходного тока и выходного напряжения топливного элемента; и
детектирование рабочей точки топливного элемента с помощью использования выходного тока, выходного напряжения и рабочих условий топливного элемента.
14. Способ электропитания по п.13, в котором рабочие условия включают в себя количество воздуха и количество топлива, поданных топливному элементу, и внешнюю температуру.
15. Способ электропитания по п.12, в котором изменение выходного тока топливного элемента дополнительно включает в себя
изменение выходного тока топливного элемента соответственно детектированию или недетектированию тока коллективного питания, когда рабочая точка топливного элемента находится в нормальной области.
16. Способ электропитания по п.15, в котором изменение выходного тока топливного элемента дополнительно включает в себя
увеличение выходного тока инвертора, когда ток коллективного питания детектирован.
17. Способ электропитания по п.15, в котором изменение выходного тока топливного элемента дополнительно включает в себя
уменьшение выходного тока инвертора, когда ток коллективного питания не детектирован.
18. Способ электропитания по п.12, в котором изменение выходного тока топливного элемента дополнительно включает в себя
уменьшение выходного тока инвертора, когда детектированная рабочая точка находится в области предупреждения.
19. Способ электропитания по п.12, в котором изменение выходного тока топливного элемента дополнительно включает в себя
остановку системы топливного элемента, когда детектированная рабочая точка не находится в нормальной области, а находится в области предупреждения.
20. Способ электропитания по п.12, дополнительно включающий в себя
предварительную установку нормальной области и области предупреждения на основе характеристических кривых в рабочих условиях, выходного тока и выходного напряжения топливного элемента и заданных нагрузочных кривых.
RU2006144106/09A 2005-12-13 2006-12-12 Устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента RU2325749C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2005-0122717 2005-12-13
KR1020050122717A KR100641127B1 (ko) 2005-12-13 2005-12-13 계통 연계형 연료전지 시스템의 전원공급 제어장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2325749C1 true RU2325749C1 (ru) 2008-05-27

Family

ID=37649823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006144106/09A RU2325749C1 (ru) 2005-12-13 2006-12-12 Устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070134528A1 (ru)
EP (1) EP1798798A1 (ru)
KR (1) KR100641127B1 (ru)
CN (1) CN1983759A (ru)
RU (1) RU2325749C1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI122202B (fi) * 2008-12-09 2011-10-14 Waertsilae Finland Oy Polttokennolaite ja menetelmä sähkövirran syöttämiseksi sähköverkkoon
TWI376860B (en) * 2009-04-08 2012-11-11 Young Green Energy Co Fuel cell system and power management method thereof
US9522599B2 (en) * 2012-03-19 2016-12-20 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating parameters for a vehicle battery
US8935025B2 (en) * 2012-06-13 2015-01-13 GM Global Technology Operations LLC Hybrid battery power limit control
JP6168029B2 (ja) 2014-11-13 2017-07-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池搭載車両の外部給電システムの制御方法、および、外部給電システム
CN104515894B (zh) * 2014-12-18 2017-11-17 天地融科技股份有限公司 可充电电池电压的测试方法及装置
CN107512191B (zh) * 2017-09-13 2024-01-23 无锡商业职业技术学院 一种用于氢燃料电池电动汽车的实验装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891879A (en) * 1974-06-25 1975-06-24 Mitsubishi Steel Mfg Rotor for a hysteresis motor
US4251736A (en) * 1979-07-23 1981-02-17 United Technologies Corporation Method for controlling power flow between an electrochemical cell and a power grid
JP4464474B2 (ja) 1998-06-25 2010-05-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、燃料電池車両及び燃料電池制御方法
EP1230690B1 (en) * 1999-07-27 2013-07-03 IdaTech, LLC. Fuel cell system controller
KR100511355B1 (ko) * 2000-10-03 2005-08-31 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 전력생성 제어시스템, 전력생성 제어방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 매체
US6815101B2 (en) * 2001-07-25 2004-11-09 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell ambient environment monitoring and control apparatus and method
US20050184594A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Fredette Steven J. Electric storage augmentation of fuel cell response to AC system transients

Also Published As

Publication number Publication date
KR100641127B1 (ko) 2006-11-02
EP1798798A1 (en) 2007-06-20
CN1983759A (zh) 2007-06-20
US20070134528A1 (en) 2007-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2325749C1 (ru) Устройство и способ управления источником электропитания для подключаемой к линии системы топливного элемента
JP4367251B2 (ja) 電源装置及び電子機器
US20080160370A1 (en) Adaptive Current Controller for a Fuel-Cell System
JP4085642B2 (ja) 燃料電池システム
US7808129B2 (en) Fuel-cell based power generating system having power conditioning apparatus
RU2325736C1 (ru) Устройство и способ электропитания для системы топливных элементов подключаемого к сети типа
JP2014011057A (ja) 固体高分子形燃料電池システム
JP4629319B2 (ja) 電源装置
RU2325010C1 (ru) Топливный элемент, способный к зависящей от нагрузки работе
JP2017118598A (ja) 電力供給システム
KR20070039359A (ko) 연료 전지 제어 방법 및 연료 전지 시스템
US7858249B2 (en) Power supply apparatus and method for line connection type fuel cell system
WO2014002799A1 (ja) 固体酸化物形燃料電池システム
JP4055409B2 (ja) 燃料電池の制御装置
KR101480991B1 (ko) 하이브리드 연료 전지를 제어하기 위한 시스템 및 그 방법
KR102209827B1 (ko) 에너지 저장 장치
KR20110122551A (ko) 연료 전지 시스템 및 그 구동 방법
JP4831063B2 (ja) 燃料電池システム
JP4941167B2 (ja) 燃料電池の制御装置
JP2011211812A (ja) 電源装置
KR100722107B1 (ko) 연료전지 전력 출력 방법
KR101418423B1 (ko) 연료 전지 스택 과부하 감지 시스템 및 그 방법
JP6745948B1 (ja) 携帯端末用充電器
KR100774464B1 (ko) 연료 전지를 포함하는 전기 공급시스템의 정전 알림 장치및 그 제어방법
JP5923356B2 (ja) 燃料電池装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101213