燃料电池辅助系统及燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种燃料电池辅助系统及燃料电池系统。燃料电池辅助系统包括辅助负载、直流总线、外部供电支路和内部供电支路，直流总线与辅助负载相连用以向辅助负载提供电能；外部供电支路包括整流器，外部电网的交流电经整流器整流后提供至直流总线；燃料电池系统运行产生的电能经内部供电支路输送至直流总线；外部供电支路供电正常时，辅助负载从直流总线获取外部电网的电能，燃料电池系统运行产生的电能经内部供电支路和直流总线输送至供电输出端口；外部供电支路供电异常时，燃料电池运行产生的电能经内部供电支路和直流总线部分提供给辅助负载以供辅助负载运行。本实用新型专利技术方案可降低燃料电池系统的体积和成本，以及减少日常维护工作。以及减少日常维护工作。以及减少日常维护工作。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池辅助系统及燃料电池系统


[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池辅助系统及燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池辅助系统（BOP，Balance of Plant）是用于与电堆配合、实现电堆稳定运行必不可少的系统，BOP包含多种设备，用以驱动液体、气体等的运行。在氢燃料电池固定式发电系统里，BOP的供电通常由外部电网支持，当外部电网出现短时欠压或者供电中断事件时，则BOP无法正常运行，此种情形称为低压穿越事件。为了在低压穿越事件中能够维持燃料电池发电系统的正常运行，需要为BOP提供必要的后备辅助电源，以便BOP能在低压穿越事件中能够稳定运行。
[0003]在以往的工业解决方案里，一般是采用静态切换开关装置完成该功能保护。即，在燃料电池发电系统的运行过程中，实时监测电网供电状态，当监测到电网供电状态发生欠压或中断时，借助静态切换开关，以最快的速度（毫秒级）将由电网供电的装置切换成由后备辅助电源供电。然而，静态切换开关需要额外的储能后备电源支持才能完成切换，而且由于对切换过程中的同步性要求非常高，储能后备电源必须是电化学形式的在线储能装置，如电容等。然而，无论是静态切换开关还是电化学储能装置都会占用额外的体积并增加制造成，并且同时会带来额外的日常维护要求。
[0004]基于此，有必要提出一种新的技术方案，以克服现有技术存在的不足。

技术实现思路

[0005]本技术为了克服现有技术的缺陷，提出了一种燃料电池辅助系统及燃料电池系统，可降低燃料电池系统的体积和成本，以及减少日常维护工作。
[0006]本技术通过如下技术方案实现：一种燃料电池辅助系统，用于与电堆配合实现燃料电池系统的运行发电，所述燃料电池辅助系统包括辅助负载，其中，所述燃料电池辅助系统还包括：直流总线，与所述辅助负载相连用以向所述辅助负载提供电能；外部供电支路，连接所述直流总线，所述外部供电支路包括整流器，外部电网的交流电经所述整流器整流后提供至所述直流总线；内部供电支路，连接所述直流总线，所述燃料电池系统运行产生的电能经所述内部供电支路输送至直流总线；其中，在所述外部供电支路的供电正常时，所述辅助负载从所述直流总线获取所述外部电网的电能以供其运行，所述燃料电池系统运行产生的电能经所述内部供电支路和所述直流总线输送至供电输出端口；在所述外部供电支路供电异常时，所述燃料电池运行产生的电能经所述内部供电支路和所述直流总线部分提供给所述辅助负载以供所述辅助负载运行。
[0007]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述直流总线包括高压直流母线或高压直流母排。
[0008]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述外部供电支路包括从所述直流
总线取电的变频器，所述变频器用于将从所述直流总线获取的直流电转变为交流电。
[0009]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述辅助负载包括由所述变频器变频后的交流电驱动运行的交流供电负载。
[0010]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述变频器内具有直流线路，所述直流线路与所述直流总线直接相连。
[0011]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述变频器内具有制动电阻，所述直流总线连接至所述变频器的制动电阻。
[0012]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述交流供电负载包括电机类设备。
[0013]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述整流器为隔离同步整流器。
[0014]作为本技术申请进一步改进的技术方案，所述辅助负载包括由直流电驱动运行的直流供电负载。
[0015]本技术还通过如下技术方案实现：一种燃料电池系统，其包括电堆及升压装置，以及如以上任一技术方案所述的燃料电池辅助系统。
[0016]本技术提供的燃料电池辅助系统，包括直流总线、外部供电支路和内部供电支路，外部供电支路包括整流器，外部电网的交流电通过外部供电支路提供至直流总线，内部供电支路将燃料电池系统运行产生的电能提供至直流总线；在外部供电支路的供电正常时，所述辅助负载从所述直流总线获取所述外部电网的电能以供其运行，在所述外部供电支路供电异常时，所述燃料电池运行产生的电能经所述内部供电支路和所述直流总线部分提供给所述辅助负载以供所述辅助负载运行，从而可以省略静态切换开关和后备辅助电源等装置，可降低燃料电池系统的体积和成本，以及减少日常维护工作。
附图说明
[0017]图1是本技术燃料电池辅助系统实施例一的系统示意图。
[0018]图2是本技术燃料电池辅助系统实施例二的系统示意图。
[0019]附图标记如下：1
‑
直流总线；10
‑
外部供电支路；20
‑
内部供电支路；2
‑
外部电网；3
‑
整流器；31
‑
变频器；4
‑
电堆及升压装置；5
‑
直流供电负载；51
‑
交流供电负载；6
‑
供电输出端口。
具体实施方式
[0020]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。
[0021]下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]本技术公开一种燃料电池辅助系统及具有该辅助系统的燃料电池系统。所述燃料电池辅助系统，英文是名称是Balance of Plant，简称BOP，是用于与电堆配合，实现电堆稳定运行以产生电能的系统。在一具体的燃料电池系统中，所述燃料电池辅助系统例如
可以是进氢系统、进气系统、水热管理系统等；所述燃料电池辅助系统用于实现气体、液体等的运行，以及用于实现温度、湿度等的管理。
[0023]如图1和图2所示，所述燃料电池辅助系统包括辅助负载、直流总线1、外部供电支路10和内部供电支路20。所述辅助负载可以是由直流供电驱动的直流供电负载5，如电磁阀、测温传感器、压力传感器等；也可以是由交流供电驱动的交流供电负载51，如电机、水泵等。所述直流总线1与所述辅助负载相连用以向所述辅助负载提供电能以供所述辅助负载运行。所述外部供电支路10连接所述直流总线1，所述外部供电支路10用于向所述直流总线1提供电能。在本实施例中，所述外部供电支路10用于将外部电网2的交流电经整流后提供给直流总线1。具体的，所述外部供电支路10包括整流器3，外部电网2的交流电经所述整流器3整流后提供至所述直流总线1。所述内部供电支路20连接所述直流总线1，所述燃料电池系统运行产生的电能经所述内部供电支路20输送至直流总线1。
[0024]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池辅助系统，用于与电堆配合实现燃料电池系统的运行发电，所述燃料电池辅助系统包括辅助负载，其特征在于，所述燃料电池辅助系统还包括：直流总线，与所述辅助负载相连用以向所述辅助负载提供电能；外部供电支路，连接所述直流总线，所述外部供电支路包括整流器，外部电网的交流电经所述整流器整流后提供至所述直流总线；内部供电支路，连接所述直流总线，所述燃料电池系统运行产生的电能经所述内部供电支路输送至直流总线；其中，在所述外部供电支路的供电正常时，所述辅助负载从所述直流总线获取所述外部电网的电能以供其运行，所述燃料电池系统运行产生的电能经所述内部供电支路和所述直流总线输送至供电输出端口；在所述外部供电支路供电异常时，所述燃料电池运行产生的电能经所述内部供电支路和所述直流总线部分提供给所述辅助负载以供所述辅助负载运行。2.如权利要求1所述的燃料电池辅助系统，其特征在于，所述直流总线包括高压直流母线或高压直流母排。3.如权利要求1所述的燃料电池辅助系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳元，黄兴，刘赟，胡哲，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：