CN100546079C - 一种燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池系统，该系统包括燃料电池(1)、反应气供应单元(2)和控制器(3)；所述控制器(3)包括输出管理模块(4)判断是否需要该燃料电池(1)对外供电并相应控制燃料电池(1)的启动和停止；还包括负载(5)、负载开关(6)，控制器(3)还包括间歇工作管理模块(7)和内设有预定空闲周期的定时器(8)，当输出管理模块(4)判断不需要该燃料电池(1)对外供电时，停止燃料电池(1)，并激活间歇工作管理模块(7)；当输出管理模块(4)判断需要该燃料电池(1)对外供电时，启动燃料电池(1)并停止间歇工作管理模块(7)。本发明的燃料电池系统可以定时启动燃料电池，从而改善了膜电极的含水量。

Description

一种燃料电池系统

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，尤其涉及一种用作后备电池的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是一种电化学发电设备，其原理是：燃料(例如氢)和氧化剂(例如空气)通过膜电极进行电化学反应，产生电动势，其中膜电极多为质子交换膜(PEM)。传统的燃料电池系统包括燃料电池、反应气供应单元和控制器，其中反应气供应单元包括燃料供应装置和氧化剂供应装置，燃料供应装置和氧化剂供应装置分别连接到燃料电池的阳极和阴极，为燃料电池提供燃料和氧化剂，所述控制器包括输出管理模块，该输出管理模块制燃料电池的启动和停止。

燃料电池经常作为后备电池使用。后备电池是指当用电设备的主供电单元异常工作(例如输出电流异常变小)而不能满足用电设备的需求时，就断开主供电电路，同时启动燃料电池并闭合燃料电池的对外供电开关以对用电设备供电。而当该主供电单元恢复正常工作(例如输出电流恢复到正常水平)而可以满足用电设备的需求时，则停止燃料电池并断开燃料电池的对外供电开关，而同时重新使用主供电单元对用电设备供电。

所以，作为后备电池的燃料电池系统经常应用在长期闲置或空载的环境中，这样燃料电池的膜电极极易变得干燥。然而，燃料电池中膜电极的含水量对于燃料电池的正常工作十分重要，以质子交换膜为例，在质子通过质子交换膜向正极移动的过程中，必须以水合质子的形式才能通过。所以，当质子交换膜过于干燥时，质子将难以通过质子交换膜，传导率下降，使得燃料电池的内阻增大，输出电压降低，发电性能下降。这样，当再次启动燃料电池时，可能无法输出或保持理想的电功率。

现有的燃料电池系统可以配备增湿装置，用于对燃料电池的反应气进行增湿或直接加入去离子水等等，但是这并没有明显改善燃料电池的长期闲置后启动时较差的发电性能，并且应用增湿装置使得整个系统的设备复杂、成本也较高。

发明内容

本发明针对现有的燃料电池系统中燃料电池在长期闲置或空载时由于膜电极容易干燥所造成的燃料电池发电性能下降的缺陷，提供一种能够保持膜电极湿润并且在经过长期闲置或空载后启动仍能保证输出理想电功率的燃料电池系统。

本发明提供的燃料电池系统包括燃料电池、反应气供应单元和控制器；所述反应气供应单元包括燃料供应装置和氧化剂供应装置，燃料供应装置和氧化剂供应装置分别连接到燃料电池的阳极和阴极，为燃料电池提供燃料和氧化剂；所述控制器包括输出管理模块，该输出管理模块判断是否需要该燃料电池对外供电并相应控制燃料电池的启动和停止。

其中，该燃料电池系统还包括负载、负载开关，控制器还包括间歇工作管理模块和内设有预定空闲周期的定时器，所述负载通过负载开关与燃料电池的正极和负极输出端构成回路，所述间歇工作管理模块分别与输出管理模块和定时器连接、并且控制负载开关的闭合和断开。

当输出管理模块判断不需要该燃料电池对外供电时，所述输出管理模块停止燃料电池，并发出激活所述间歇工作管理模块的信号，所述间歇工作管理模块接收该信号而激活并执行如下操作：

每当间歇工作管理模块激活时，间歇工作管理模块向定时器发出对燃料电池停止工作的时间计时的信号；定时器接收该信号，对燃料电池停止工作的时间计时，当燃料电池停止工作的时间等于所述预定空闲周期时，定时器停止计时并输出表示预定空闲周期已到的信号到间歇工作管理模块；间歇工作管理模块接收到来自定时器的所述表示预定空闲周期已到的信号，闭合负载开关并通知输出管理模块启动燃料电池，开始对负载供电；

每当燃料电池向负载供电的时间等于预定间歇工作周期时，间歇工作管理模块接收到表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关并通知输出管理模块停止燃料电池，停止对负载供电，同时再次向定时器发出对燃料电池停止工作的时间计时的信号。

而当输出管理模块判断需要该燃料电池对外供电时，所述输出管理模块启动处于停止状态的燃料电池或保持在预定间歇工作周期内处于间歇工作状态的燃料电池继续处于工作状态，并发出停止所述间歇工作管理模块的信号，所述间歇工作管理模块接收该信号而停止执行当前操作并断开负载开关。

这样，本发明所提供的燃料电池系统由于在间歇工作管理模块和定时器控制下可以定时启动燃料电池对负载间歇性供电，使作为后备电池的燃料电池在长期闲置或空载状态时仍能间歇性发电，从而发电生成的水可使燃料电池的膜电极保持润湿状态。这样，当再次启动燃料电池作为后备电池对用电设备供电时，燃料电池由于膜电极保持润湿状态，发电性能可以得到改善。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的燃料电池系统的示意图；

图2为根据本发明的另一个实施方式的燃料电池系统的示意图；

图3为根据本发明的又一个实施方式的燃料电池系统的示意图；

图4为负载的一个具体实施方式的电路示意图；

图5为负载的另一个具体实施方式的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明提供的燃料电池系统包括：燃料电池1、反应气供应单元2和控制器3；所述反应气供应单元2包括燃料供应装置和氧化剂供应装置(未图示)，燃料供应装置和氧化剂供应装置分别连接到燃料电池1的阳极和阴极，为燃料电池1提供燃料和氧化剂；所述控制器3包括输出管理模块4，该输出管理模块4判断是否需要该燃料电池1对外供电并相应控制燃料电池1的启动和停止。

其中，该燃料电池系统还包括负载5、负载开关6，控制器3还包括间歇工作管理模块7和内设有预定空闲周期的定时器8，所述负载5通过负载开关6与燃料电池1的正极和负极输出端构成回路，所述间歇工作管理模块7分别与输出管理模块4和定时器8连接、并且控制负载开关6的闭合和断开。

而当输出管理模块4判断不需要该燃料电池1对外供电时，所述输出管理模块4停止燃料电池1，并发出激活所述间歇工作管理模块7的信号，所述间歇工作管理模块7接收该信号而激活并执行如下操作：

每当间歇工作管理模块7激活时，间歇工作管理模块7向定时器8发出对燃料电池1停止工作的时间计时的信号；定时器8接收该信号，对燃料电池1停止工作的时间计时，当燃料电池1停止工作的时间等于所述预定空闲周期时，定时器8停止计时并输出表示预定空闲周期已到的信号到间歇工作管理模块7；间歇工作管理模块7接收到来自定时器8的所述表示预定空闲周期已到的信号，闭合负载开关6并通知输出管理模块4启动燃料电池1，开始对负载5供电；

每当燃料电池1向负载5供电的时间等于预定间歇工作周期时，间歇工作管理模块7接收到表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关6并通知输出管理模块4停止燃料电池1，停止对负载5供电，同时再次向定时器8发出对燃料电池1停止工作的时间计时的信号。

当输出管理模块4判断需要该燃料电池1对外供电时，所述输出管理模块4启动处于停止状态的燃料电池1或保持在预定间歇工作周期内处于间歇工作状态的燃料电池1继续处于工作状态，并发出停止所述间歇工作管理模块7的信号，所述间歇工作管理模块7接收该信号而停止执行当前操作并断开负载开关6。

其中，对启动和停止燃料电池1需要解释如下：所述启动燃料电池1是指开启反应气供应单元2对燃料电池1供应反应气以使得燃料电池1发生电化学反应，所述停止燃料电池1是指停止反应气供应单元2对燃料电池1供应反应气，以使得燃料电池停止电化学反应。

所述定时器8可以为能够预先设定时间并计时、当计时达到预定时间时停止计时并发出计时完毕的信号、可以清零的各种定时计时装置，其构成为本领域人员所公知。

其中，所述预定间歇工作周期可以通过两种方式实现，一种是设定在定时器8内。每当间歇工作管理模块7闭合负载开关6并通知输出管理模块4启动燃料电池1时，间歇工作管理模块7同时向定时器8发出对燃料电池1向负载5供电的时间计时的信号；定时器8接收该信号，对燃料电池1向负载5供电的时间计时，当燃料电池1向负载5供电的时间等于所述预定间歇工作周期时，定时器8停止计时并输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模块7；间歇工作管理模块7接收到来自定时器8的所述表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关6并通知输出管理模块4停止燃料电池1，同时再次向定时器8发出对燃料电池1停止工作的时间计时的信号。这样，燃料电池1被定时启动定时停止，对负载5进行间歇性供电，从而燃料电池工作时生成的水使得质子交换膜湿润。

所述预定空闲周期和预定间歇工作周期的长短可以根据实际情况设定，所述预定空闲周期和预定间歇工作周期的长短以能够使电极膜经常保持湿润为准。一般来说，预定空闲周期可以是5-30日，优选是7-15日，预定间歇工作周期可以是1-24小时，优选是1-10小时，更优选为1-5小时。

并且，所述定时器8在开始计时之前优选清零，以保证计时准确无误。

所述预定间歇工作周期的另一种实现方式是通过负载控制器9执行控制程序实现。

下面介绍负载回路中的组成部分。所述负载5可以为各种负载单元，优选为可控负载。所述负载开关6为各种可控制常开型开关，可以由间歇工作管理模块7通过有线连接或无线连接的方式发送电信号以进行控制。负载开关6的类型例如可以为继电器开关、晶体管开关等。

如图2所示，所述燃料电池系统还包括负载控制器9，分别与负载5和间歇工作管理模块7连接，用于控制负载5的阻值大小；所述负载控制器9内包括控制程序，负载控制器9通过执行该控制程序控制负载5的阻值逐渐减小或者在较大阻值和较小阻值之间交替变化，所述控制程序的执行时间等于所述预定间歇工作周期。这样，负载5的阻值大小可以变化，从而可以模拟用电设备10的用电需求。

每当间歇工作管理模块7闭合负载开关6并通知输出管理模块4启动燃料电池1时，间歇工作管理模块7同时启动负载控制器9开始执行该控制程序；当负载控制器9执行完该控制程序时，负载控制器9输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模块7；间歇工作管理模块7接收到来自负载控制器9的所述表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关6，并通知输出管理模块4停止燃料电池1，同时再次向定时器8发出对燃料电池1停止工作的时间计时的信号。

所述控制负载5的阻值逐渐减小或者在较大阻值和较小阻值之间交替变化是按燃料电池活化规律控制的，这样燃料电池1的放电符合燃料电池的活化规律，可以保证燃料电池1的质子交换膜的充分水合，确保放电性能。除了这两种方式之外，本领域人员可以意识到采用其他燃料电池活化规律也是可以的，在此不再一一列举。

如图4所示，为负载5的一个具体实施方式，其中负载5包括多个并联的功率电阻R和与每个功率电阻R串连的多个可控制开关K；这种情况下，所述负载控制器9通过所述控制程序控制所述多个可控制开关K中的部分或全部的打开或关闭，以控制负载5的阻值大小，所述控制程序例如时序开关状态组合波形。所述功率电阻R的阻值以及可耗散功率根据燃料电池1的输出电压、输出功率等参数选取，为本领域人员所公知的。

这种情况下，所述负载控制器9执行控制程序闭合或断开可控制开关K，获得不同的功率电阻R的阻值组合，从而可以控制负载5的阻值逐渐减小或者在较大阻值和较小阻值之间交替变化或者符合其他燃料电池活化规律。

如图5所示，为负载5的另一个具体实施方式，该负载5包括功率场效应管VMOSFET、电流采样电阻Rs、差分放大器A、电压比较器B。所述功率场效应管VMOSFET的漏极通过负载开关6与燃料电池1的正极输出端连接，源极与所述电流采样电阻Rs的一端连接；所述电流采样电阻Rs的另一端与燃料电池1的负极输出端连接；所述差分放大器A由运算放大器构成，两个差分输入端为电流采样电阻Rs的两端连接，该差分放大器A可以根据电流采样电阻Rs的大小配置差分放大倍数，差分输出端连接到电压比较器B的反相端；所述电压比较器B的同相端与负载控制器9的输出端连接，该点压比较器B的输出端与功率场效应管VMOSFET的栅极连接，该电压比较器B比较同相端和反相端的电压大小并根据比较结果输出相应的高、低电平到功率场效应管VMOSFET的栅极以控制功率场效应管VMOSFET的导通和关断。所述负载控制器9通过控制程序控制与电压比较器B的同相端连接的负载控制器9的输出端电压的高低以控制负载5的阻值大小。

在这种情况下，当负载控制器9通过改变输出电压的高低影响电压比较器B输出的高、低电平，从而决定功率场效应管VMOSFET的导通和关断，达到改变燃料电池1的放电电流值也就是改变了负载5的负载阻值大小的目的，模拟了用电设备10的用电需求。

这里仅仅给出负载5的两种实施方式，当然其他负载的实施方式也是可以应用的，本领域人员可以根据实际需要做出改动。

该燃料电池系统可以对用电设备10进行供电。如图2所示，该系统还包括用电设备10和对外供电开关11；所述用电设备10通过对外供电开关11与燃料电池1的正极和负极输出端连接以构成对外供电电路；输出管理模块4根据对外供电开关11的断开和闭合来判断是否需要该燃料电池1对外供电，并根据判断结果执行相应的操作。

当对外供电开关11由断开变为闭合时，则输出管理模块4判断为需要该燃料电池1对外供电，然后继续执行前述的各种操作，如停止间歇工作管理模块7等；当对外供电开关11由闭合变为断开时，则输出管理模块4判断为不需要该燃料电池1对外供电，然后继续执行前述的各种操作，如激活间歇工作管理模块7等。

所述对外供电开关11与负载开关6类似，可以是各种可控制常开型开关，例如可以为继电器开关、晶体管开关等，它们可由下文将要描述的电源切换器15控制，与负载开关6稍有不同的是，该对外供电开关11也可以手动控制。

作为后备电池，该燃料电池系统可以根据人为需要启动作为后备电池对外供电。输出管理模块4可以监控该对外供电开关11的状态从而判断是否需要燃料电池对外供电，例如通过在对外供电电路增设一个传感器来达到这个目的。所以，如图2所示，该系统还包括对外供电开关传感器12；所述对外供电开关传感器12实时检测对外供电开关11的状态为断开或闭合，并发送检测到的信号到输出管理模块4；输出管理模块4接收来自对外供电开关传感器12的信号并判断所述对外供电开关11的断开和闭合，进而判断是否需要该燃料电池1对外供电，并根据判断结果执行相应的操作：

当输出管理模块4接收到的来自对外供电开关传感器12的信号表明对外供电开关11由断开变为闭合时，则输出管理模块4判断为需要该燃料电池1对外供电；当输出管理模块4接收到的来自对外供电开关传感器12的信号表明对外供电开关11由闭合变为断开时，则输出管理模块4判断为不需要该燃料电池1对外供电。

该对外供电开关传感器12可以为任何能够监控对外供电开关11的状态的传感器，如开关位置传感器。

如图3所示，用电设备10还具有主供电单元13，本发明的燃料电池系统仅作为后备电池，所以这种情况下该燃料电池系统优选还要实时监测对用电设备10供电的主供电单元13的供电状态，作为后备电池的燃料电池1在主供电单元13的主供电电源16不能满足用电设备10需求时启动，在主供电单元13的主供电电源16可以满足用电设备10需求时停止，所以输出管理模块4需要检测主供电电源13是否能够满足用电设备10的需求。

所以，参见图3，该系统还包括主供电单元13以及电源切换器15；主供电单元13包括主供电电路传感器14、主供电电源16、主供电开关17，用电设备10通过主供电开关17与主供电电源16连接以构成主供电电路，主供电电路传感器14实时检测主供电电源16的输出并发送检测到的信号到电源切换器15；电源切换器15接收来自主供电电路传感器14的信号、判断主供电电源16是否满足用电设备10的要求，并控制对外供电开关11和主供电开关17的闭合和断开，从而达到切换电源的目的。这时可以省略上述的对外供电开关传感器12，因为对外供电开关11的状态完全可以通过电源切换器15而获取。

当电源切换器15接收到的来自主供电电路传感器14的信号表明主供电电源16从能满足用电设备10的要求变为不能满足用电设备10的要求时，则电源切换器15闭合对外供电开关11并断开主供电开关17，从而输出管理模块4判断为需要该燃料电池1对外供电；当电源切换器15接收到的来自主供电电路传感器14的信号表明主供电电源16从不能满足用电设备10的要求变为能满足用电设备10的要求时，则电源切换器15断开对外供电开关11并闭合主供电开关17，从而输出管理模块4判断为不需要该燃料电池1对外供电。

所述主供电电路传感器14可以为电流传感器，串接在主供电电源16和主供电开关17之间的回路中，如图3所示，也可以为电压传感器，并接在主供电电源16的输出端上。所述主供电开关17可以为各种类型的可控制常闭型开关，例如可以为继电器开关、晶体管开关等，它由电源切换器15控制。

所述电源切换器15可以为各种可编程控制器，例如单片机。

所述电源切换器15接收主供电电路传感器14检测到的信号，并优选先比较该信号与上一次检测的信号相比是否有变化，如有变化时则进而判断是否主供电电源16是否满足用电设备10的要求。当主供电电路传感器14为电流传感器时，则当电流异常(例如，电流大幅减小、变为零、或大幅增大等)时则认定不能满足要求。当主供电电路传感器14为电压传感器时，则当电压异常(例如，电压大幅变小、变为零、或大幅增大等)时则认定不能满足要求。反之，当电流传感器或电压传感器检测到的电流或电压正常(符合用电设备的供电要求，例如符合额定电压电流要求)时则认定可以满足要求。所述电源切换器15还控制主供电开关17和对外供电开关11，可以通过有线连接或无线连接的方式发送电信号以进行控制。

所述燃料电池1可以为燃料单体电池或多片燃料单体电池串联或并联的堆体。所述燃料电池1还包括有阴极和阳极、具有传输氧化剂和燃料的流道的极板、传输电流的引流装置，这些装置的结构均为本领域人员所公知。

所述反应气供应单元2包括燃料供应装置(未图示)和氧化剂供应装置(未图示)，所述燃料供应装置可以为任何类型的可以供应燃料的装置，例如燃料供给管、燃料泵等，所述氧化剂供应装置可以为任何类型的可以供应氧化剂的装置，例如气体供给管、气源等，所述反应气供应单元2的其他装置，例如阀门、传感器等，均为本领域人员所公知。

所述控制器3中除了输出管理模块4、间歇工作管理模块7、定时器8之外还可以包括公知的反应气管理模块以及水热管理模块(未图示)，当输出管理模块4启动燃料电池1时随之启动。

反应气管理模块用于控制反应气供应单元2的燃料和氧化剂的供应，例如可以通过控制阀门和传感器控制氧化剂的压和流量等参数，从而可以管理供给燃料电池1的燃料和氧化剂。该反应气管理模块可以基于本领域人员公知的各种反应气管理策略而设计，在此不进行详细描述。

水热管理模块用于控制燃料电池1的工作温度和膜电极的含水状态。该水热管理模块可以基于本领域人员公知的各种水热管理策略而设计，在此不进行详细描述。

考虑到控制器3需要定时启动燃料电池1对负载5供电，所以该控制器3还包括储能装置(未图示)，以提供定时启动燃料电池1、闭合负载开关6的电能，以及给各个传感器供电。

控制器3中的各个模块以及电源切换器15均可以整合到一个可编程控制器中。

此外，如本领域人员所公知的，燃料电池1的输出电压可能不适合用电设备10的额定电压，所以常需要在燃料电池1的输出端和用电设备10的供电输入端，也就是燃料电池1的对外供电电路中添加电压转换装置，例如变压器，将燃料电池1的输出电压转换成符合用电设备10需要的电压。

采用了本发明的燃料电池系统可以在燃料电池1停止工作的空闲期间定时启动燃料电池1，并对负载5间歇性供电，使得燃料电池1的膜电极保持湿润。从而，当燃料电池1作为后备单元再次启动时，仍能保证输出理想电功率，改善了发电性能。此外，该燃料电池系统也简化了常用的增湿装置。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统，该系统包括燃料电池(1)、反应气供应单元(2)和控制器(3)；所述反应气供应单元(2)包括燃料供应装置和氧化剂供应装置，燃料供应装置和氧化剂供应装置分别连接到燃料电池(1)的阳极和阴极，为燃料电池(1)提供燃料和氧化剂；所述控制器(3)包括输出管理模块(4)，该输出管理模块(4)判断是否需要该燃料电池(1)对外供电并相应控制燃料电池(1)的启动和停止；

其特征在于，该燃料电池系统还包括负载(5)、负载开关(6)，控制器(3)还包括间歇工作管理模块(7)和内设有预定空闲周期的定时器(8)，所述负载(5)通过负载开关(6)与燃料电池(1)的正极和负极输出端构成回路，所述间歇工作管理模块(7)分别与输出管理模块(4)和定时器(8)连接、并且控制负载开关(6)的闭合和断开；

当输出管理模块(4)判断不需要该燃料电池(1)对外供电时，所述输出管理模块(4)停止燃料电池(1)，并发出激活所述间歇工作管理模块(7)的信号，所述间歇工作管理模块(7)接收该信号而激活并执行如下操作：

每当间歇工作管理模块(7)激活时，间歇工作管理模块(7)向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的信号；定时器(8)接收该信号，对燃料电池(1)停止工作的时间计时，当燃料电池(1)停止工作的时间等于所述预定空闲周期时，定时器(8)停止计时并输出表示预定空闲周期已到的信号到间歇工作管理模块(7)；间歇工作管理模块(7)接收到来自定时器(8)的所述表示预定空闲周期已到的信号，闭合负载开关(6)并通知输出管理模块(4)启动燃料电池(1)，开始对负载(5)供电；

每当燃料电池(1)向负载(5)供电的时间等于预定间歇工作周期时，间歇工作管理模块(7)接收到表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关(6)并通知输出管理模块(4)停止燃料电池(1)，停止对负载(5)供电，同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的信号；

当输出管理模块(4)判断需要该燃料电池(1)对外供电时，所述输出管理模块(4)启动处于停止状态的燃料电池(1)或保持在预定间歇工作周期内处于工作状态的燃料电池(1)继续处于工作状态，并发出停止所述间歇工作管理模块(7)的信号，所述间歇工作管理模块(7)接收该信号而停止执行当前操作并断开负载开关(6)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定间歇工作周期设定在定时器(8)内，每当间歇工作管理模块(7)闭合负载开关(6)并通知输出管理模块(4)启动燃料电池(1)时，间歇工作管理模块(7)同时向定时器(8)发出对燃料电池(1)向负载(5)供电的时间计时的信号；定时器(8)接收该信号，对燃料电池(1)向负载(5)供电的时间计时，当燃料电池(1)向负载(5)供电的时间等于所述预定间歇工作周期时，定时器(8)停止计时并输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模块(7)；间歇工作管理模块(7)接收到来自定时器(8)的所述表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关(6)并通知输出管理模块(4)停止燃料电池(1)，同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的信号。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述定时器(8)在开始计时之前清零。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，负载(5)为可控负载，所述燃料电池系统还包括负载控制器(9)，分别与负载(5)和间歇工作管理模块(7)连接，用于控制负载(5)的阻值大小；所述负载控制器(9)内包括控制程序，负载控制器(9)通过执行该控制程序控制负载(5)的阻值逐渐减小或者在较大阻值和较小阻值之间交替变化，所述控制程序的执行时间等于所述预定间歇工作周期；

每当间歇工作管理模块(7)闭合负载开关(6)并通知输出管理模块(4)启动燃料电池(1)时，间歇工作管理模块(7)同时启动负载控制器(9)开始执行该控制程序；当负载控制器(9)执行完该控制程序时，负载控制器(9)输出表示预定间歇工作周期已到的信号到间歇工作管理模块(7)；间歇工作管理模块(7)接收到来自负载控制器(9)的所述表示预定间歇工作周期已到的信号，断开负载开关(6)，并通知输出管理模块(4)停止燃料电池(1)，同时再次向定时器(8)发出对燃料电池(1)停止工作的时间计时的信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，

所述负载(5)包括多个并联的功率电阻和与每个功率电阻串连的多个可控制开关；

所述负载控制器(9)通过所述控制程序控制所述多个可控制开关中的部分或全部的打开或关闭，以控制负载(5)的阻值大小。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，

所述负载(5)包括功率场效应管、电流采样电阻、差分放大器、电压比较器；所述功率场效应管的漏极通过负载开关(6)与燃料电池(1)的正极输出端连接，源极与所述电流采样电阻的一端连接；所述电流采样电阻的另一端与燃料电池(1)的负极输出端连接；所述差分放大器的两个差分输入端与电流采样电阻的两端连接，差分输出端连接到电压比较器的反相端；所述电压比较器的同相端与负载控制器(9)的输出端连接，该电压比较器的输出端与所述功率场效应管的栅极连接，该电压比较器比较同相端和反相端的电压大小并根据比较结果输出相应的高、低电平到功率场效应管的栅极以控制功率场效应管的导通和关断；

所述负载控制器(9)通过控制程序控制与电压比较器的同相端连接的负载控制器(9)的输出端电压的高低以控制负载(5)的阻值大小。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述燃料电池(1)为燃料单体电池或多片燃料单体电池串联或并联的堆体。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括用电设备(10)和对外供电开关(11)；所述用电设备(10)通过对外供电开关(11)与燃料电池(1)的正极和负极输出端连接以构成对外供电电路；输出管理模块(4)根据对外供电开关(11)的断开和闭合来判断是否需要该燃料电池(1)对外供电，并根据判断结果执行相应的操作；

当对外供电开关(11)由断开变为闭合时，则输出管理模块(4)判断为需要该燃料电池(1)对外供电；

当对外供电开关(11)由闭合变为断开时，则输出管理模块(4)判断为不需要该燃料电池(1)对外供电。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，该系统还包括对外供电开关传感器(12)；所述对外供电开关传感器(12)实时检测对外供电开关(11)的状态为断开或闭合，并发送检测到的信号到输出管理模块(4)；输出管理模块(4)接收来自对外供电开关传感器(12)的信号并判断所述对外供电开关(11)的断开和闭合，进而判断是否需要该燃料电池(1)对外供电，并根据判断结果执行相应的操作；

当输出管理模块(4)接收到的来自对外供电开关传感器(12)的信号表明对外供电开关(11)由断开变为闭合时，则输出管理模块(4)判断为需要该燃料电池(1)对外供电；

当输出管理模块(4)接收到的来自对外供电开关传感器(12)的信号表明对外供电开关(11)由闭合变为断开时，则输出管理模块(4)判断为不需要该燃料电池(1)对外供电。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，该系统还包括主供电单元(13)以及电源切换器(15)；主供电单元(13)包括主供电电路传感器(14)、主供电电源(16)、主供电开关(17)，用电设备(10)通过主供电开关(17)与主供电电源(16)连接以构成主供电电路，主供电电路传感器(14)实时检测主供电电源(16)的输出并发送检测到的信号到电源切换器(15)；电源切换器(15)接收来自主供电电路传感器(14)的信号、判断主供电电源(16)是否满足用电设备(10)的要求，并控制对外供电开关(11)和主供电开关(17)的闭合和断开；

当电源切换器(15)接收到的来自主供电电路传感器(14)的信号表明主供电电源(16)从能满足用电设备(10)的要求变为不能满足用电设备(10)的要求时，则电源切换器(15)闭合对外供电开关(11)并断开主供电开关(17)，从而输出管理模块(4)判断为需要该燃料电池(1)对外供电；

当电源切换器(15)接收到的来自主供电电路传感器(14)的信号表明主供电电源(16)从不能满足用电设备(10)的要求变为能满足用电设备(10)的要求时，则电源切换器(15)断开对外供电开关(11)并闭合主供电开关(17)，从而输出管理模块(4)判断为不需要该燃料电池(1)对外供电。

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