CN101237050A - 具串并联电路的燃料电池装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具串并联电路的燃料电池装置，包括：复数个燃料电池组，各个该燃料电池组分别是包括一燃料电池部以及一直流电压转换单元；以及一串并联电路单元；其中各个该燃料电池组中的燃料电池部是电气串连所对应的直流电压转换单元，且各个该燃料电池组中的直流电压转换单元中分别包括一正端点与一负端点，该串并联电路单元电气连接各个该燃料电池组中的正端点与负端点并形成特定的串并联电气连接关系，且该串并联电路单元输出整合后的该些燃料电池组的电力。
Description
技术领域
本发明是一种关于具串并联电路的燃料电池装置，其特别是提供复数个具有直流电压转换单元的燃料电池组的串并联及其输出电力的控制。
背景技术
习知燃料电池是利用氢与氧的结合，产生电化学反应变化，而成为可提供电能的新兴能源。通常燃料电池必须经过直流电压转换，控制燃料电池的输出电压，以提供负载所需的电力。然而，就直流电压转换的手段而言，过大的转换比例或不适当的转换范围，会使得燃料电池因转换效率不佳而使得电力损耗增加。另外，这类燃料电池若是采用多阶段电压转换，不但会提高整体成本，且其可转换的电压范围依然会受到限制。
再者，也有透过单纯的串联或并联的手段，达到整合数个燃料电池的电力，而输出特定电压或特定电流的电力者。但是这类燃料电池必须再经过一次的直流电压转换，才能获得较稳定的输出电压以满足不同特定负载所需的电力特性。
因此，本发明的发明人有鉴于习知燃料电池的缺失，乃亟思发明一种具串并联电路的燃料电池装置装置。
发明内容
本发明主要是提供一具串并联电路的燃料电池装置，以解决燃料电池电压易随着负载飘动的现象，如燃料电池组的串联数目越多则其电压变化越剧。其是将数个燃料电池组分别经过电压转换后，在经过特定的串并联电路的整合，而可有效地输出所需的电力特性，其使得每个燃料电池组的电力可以仅利用一级的电压转换，以获得较经济且较高的转换效能。
本发明另一目的是提供该具串并联电路的燃料电池装置，其是可透过数个燃料电池组的个别输出电压转换控制，以调节经过串并联电路后的输出电压或电流特性。
本发明主要提供该具串并联电路的燃料电池装置，其是将数个燃料电池组分别经过电压转换后，在经由这些燃料电池组的串并联电路控制，改变串并联电路的电路拓墣关系，以调节经过串并联电路后的输出电压或电流特性。
为达到上述的目的，本发明是提供一种具串并联电路的燃料电池装置，包括：复数个燃料电池组，各个该燃料电池组分别是包括一燃料电池部以及一直流电压转换单元；以及一串并联电路单元；其中各个该燃料电池组中的燃料电池部是电气串连所对应的直流电压转换单元，且各个该燃料电池组中的直流电压转换单元中分别包括一正端点与一负端点，该串并联电路单元电气连接各个该燃料电池组中的正端点与负端点并形成特定的串并联电气连接关系，且该串并联电路单元输出整合后的该些燃料电池组的电力。
附图说明
图1是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置一具体实施例的组件关联图；
图2是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置另一具体实施例的组件关联图；以及
图3是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置再一具体实施例的组件关联图。
主要组件符号说明
第一燃料电池组(1)
第一燃料电池部(11)
第一直流电压转换单元(12)
第一直流升压转换器(12a)
第一直流降压转换器(12b)
第一正端点(13)
第一负端点(14)
第二燃料电池组(2)
第二燃料电池部(21)
第二直流电压转换单元(22)
第二正端点(23)
第二负端点(24)
第三燃料电池组(3)
第三燃料电池部(31)
第三直流电压转换单元(32)
第三正端点(33)
第三负端点(34)
串并联电路单元(4)
第一多信道切换组件(41)
第二多信道切换组件(42)
输出正端点(43)
输出负端点(44)
电子装置(5)
微控制单元(6)
具体实施方式
参考图1所示，其是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置一具体实施例的组件关联图。本发明是有关于一种具串并联电路的燃料电池装置，且其是将包括第一燃料电池组(1)、第二燃料电池组(2)以及第三燃料电池组(3)的复数个燃料电池组，透过一串并联电路单元(4)的电气连接该些燃料电池组，并该串并联电路单元(4)电气连接该电子装置(5)，使得该些燃料电池组可传输电力至该电子装置(5)。
前述本发明具串并联电路的燃料电池装置中，该第一燃料电池组(1)是包括一第一燃料电池部(11)以及第一直流电压转换单元(12)，该第一燃料电池部(11)是电气串连该第一直流电压转换单元(12)，并透过该第一燃料电池组(1)的一第一正端点(13)与一第一负端点(14)分别电气连接该串并联电路单元(4)；该第二燃料电池组(2)是包括一第二燃料电池部(21)以及第二直流电压转换单元(22)，该第二燃料电池部(21)是电气串连该第二直流电压转换单元(22)，并透过该第二燃料电池组(2)的一第二正端点(23)与一第二负端点(24)分别电气连接该串并联电路单元(4)；该第三燃料电池组(3)是包括一第三燃料电池部(31)以及第三直流电压转换单元(32)，该第三燃料电池部(31)是电气串连该三直流电压转换单元(32)，并透过该第三燃料电池组(3)的一第三正端点(33)与一第三负端点(34)分别电气连接该串并联电路单元(4)；以及串并联电路单元(4)是电气连接该第一燃料电池组(1)、该第二燃料电池组(2)以及该第三燃料电池组(3)，使得该些燃料电池组形成特定的串并联的电气连接关是。
因此，透过该些燃料电池组的输出电气特性设计，如选择该第一燃料电池组(1)、该第二燃料电池组(2)以及该第三燃料电池组(3)分别输出特定的电压、电流或功率，使得经过该串并联电路单元(4)的电气连接后，可整合为一特定的电压、电流或功率的输出电力至该电子装置(5)。具体来说，该第一燃料电池组(1)的第一直流电压转换单元(12)、该第二燃料电池组(2)的第二直流电压转换单元(22)以及该第三燃料电池组(3)的第三直流电压转换单元(32)是可分别为不同直流电压转换率的直流电压转换器，使得该第一燃料电池组(1)、该第二燃料电池组(2)以及该第三燃料电池组(3)可分别输出不同的直流电压，再透过该串并联电路单元(4)的串联，而可输出各个燃料电池组输出电压加总后的输出电力。其中，若改变各个燃料电池组的间的串并联关系，则可获得另一种输出电气特性的电力。
另外，前述本发明具串并联电路的燃料电池装置中，可进一步包括一微控制单元(6)，该微控制单元(6)是可选择该第一直流电压转换单元(12)、该第二直流电压转换单元(22)或该第三直流电压转换单元(32)的直流电压转换比例，而使得该第一燃料电池组(1)、该第二燃料电池组(2)以及该第三燃料电池组(3)可分别输出不同的直流电压。
基于前述本发明具串并联电路的燃料电池装置的具体实施例，本发明具串并联电路的燃料电池装置主要是透过在各个燃料电池组中分别经过一直流电压转换单元进行电压转换以及稳压处理，使得每个燃料电池组的电力可以仅经过一级的电压转换。尤其在串联的燃料电池组数目越多的状况下，其电压变化会越剧烈，所以将数个燃料电池组分别经过电压转换后，再经过特定的串并联电路的整合，即可有效地输出所需特性的电力，以解决燃料电池电压易随着负载飘动的现象，而获得较经济且较高的转换效能。
参考图2所示，其是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置另一具体实施例的组件关联图。前述实施例的串并联电路单元(4)是电气连接该些燃料电池组的逻辑电路，使得可透过该微控制单元(6)选择该串并联电路单元(4)的逻辑电路的电路拓扑型态，并进一步改变该些燃料电池组串并联关系，而获得特定的输出电气特性的电力。具体来说，该第一燃料电池组(1)、该第二燃料电池组(2)以及该第三燃料电池组(3)是透过该串并联电路单元(4)形成电气串联的电气连接关系，且该串并联电路单元(4)进一步包括一第一多信道切换组件(41)、一第二多信道切换组件(42)、一输出正端点(43)以及一输出负端点(44)，该第一多信道切换组件(41)与该第二多信道切换组件(42)分别是一多埠对多端口的多信道切换组件，并可透过该微控制单元(6)分别选择该第一多信道切换组件(41)与该第二多信道切换组件(42)的各对应埠的电气连通关系，且该第一多信道切换组件(41)是可选择该第一负端点(14)电气连通该第二正端点(23)、该第一负端点(14)电气连通该第二多信道切换组件(42)、该第二正端点(23)电气连通该输出正端点(43)或该第二多信道切换组件(42)电气连通该输出正端点(43)，该第二多信道切换组件(42)是可选择该第二负端点(24)电气连通该第三正端点(33)、该第二负端点(24)电气连通该输出负端点(44)、该第三正端点(33)电气连通该第一多信道切换组件(41)或该第一多信道切换组件(41)电气连通该输出负端点(44)，使得该串并联电路单元(4)可任意选择该些燃料电池组的串并联方式，而达到输出电压的控制。
参考图3所示，其是显示本发明具串并联电路的燃料电池装置再一具体实施例的组件关联图。前述本发明具串并联电路的燃料电池装置中，该些燃料电池组中的直流电压转换单元是可分别为不同直流电压转换率的直流电压转换器，使得各个燃料电池组可分别输出不同的直流电压，再透过该串并联电路单元(4)的串联，而可输出各个燃料电池组输出电压加总后的输出电力。具体来说，以该第一燃料电池组(1)为例，该第一燃料电池组(1)的第一直流电压转换单元(12)可进一步包括一第一直流升压转换器(12a)以及一第一直流降压转换器(12b)，该第一直流升压转换器(12a)是具有特定电压升压转换比的直流电压转换器，该第一直流降压转换器(12b)是具有特定电压降压转换比的直流电压转换器，且可透过该微控制单元(6)选择该第一燃料电池组(1)的第一直流电压转换单元(12)是经由该第一直流升压转换器(12a)或该第一直流降压转换器(12b)进行输出电压转换，而达到该第一燃料电池组(1)的电力输出电压的控制。
以上已将本发明作一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
Claims (9)
1. 一种具串并联电路的燃料电池装置，包括：
复数个燃料电池组，各个该燃料电池组分别是包括一燃料电池部以及一直流电压转换单元；以及
一串并联电路单元；
其中各个该燃料电池组中的燃料电池部是电气连接所对应的直流电压转换单元，且各个该燃料电池组中的直流电压转换单元中分别包括一正端点与一负端点，该串并联电路单元电气连接各个该燃料电池组中的正端点与负端点并形成特定的串并联电气连接关系，且该串并联电路单元输出整合后的该些燃料电池组的电力。
2. 如权利要求1所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：该些燃料电池组中的一燃料电池组是定义为一第一燃料电池组，且另一燃料电池组是定义为一第二燃料电池组，该第一燃料电池组的正端点与负端点是分别定义为一第一正端点与一第一负端点，该第二燃料电池组的正端点与负端点是分别定义为一第二正端点与一第二负端点；该串并联电路单元进一步包括一第一多信道切换组件；以及该第一多信道切换组件是选择该第一负端点电气连通该第二正端点以及该第二正端点电气连通该输出正端点中的任一状态。
3. 如权利要求2所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：该些燃料电池组中的再一燃料电池组是定义为一第三燃料电池组，该第三燃料电池组的正端点与负端点是分别定义为一第三正端点与一第三负端点；该串并联电路单元进一步包括一第二多信道切换组件；以及该第一多信道切换组件是进一步增加为选择该第一多信道切换组件是选择该第一负端点电气连通该第二正端点、该第二正端点电气连通该输出正端点、该第一负端点电气连通该第二多信道切换组件以及该第二多信道切换组件电气连通该输出正端点中的任一状态；以及该第二多信道切换组件是可选择该第二负端点电气连通该第三正端点、该第二负端点电气连通该输出负端点、该第三正端点电气连通该第一多信道切换组件以及该第一多信道切换组件电气连通该输出负端点中的任一状态。
4. 如权利要求2所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：该些燃料电池组中的至少一燃料电池组所对应的直流电压转换单元是进一步包括一直流升压转换器以及一直流降压转换器，该直流升压转换器是具有特定电压升压转换比的直流电压转换器，该直流降压转换器是具有特定电压降压转换比的直流电压转换器，且该微控制单元是可选择该直流电压转换单元是经由该直流升压转换器或该直流降压转换器进行输出电压转换。
5. 如权利要求2所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：该第一燃料电池组与该第二燃料电池组由该串并联电路单元形成电气串联的串并联电气连接关系，且该串并联电路单元是输出整合后的该些燃料电池组的电力。
6. 如权利要求2所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：该第一燃料电池组与该第二燃料电池组由该串并联电路单元形成电气并联的串并联电气连接关系，且该串并联电路单元输出整合后的该些燃料电池组的电力。
7. 如权利要求1所述的具串并联电路的燃料电池装置，其中进一步包括一微控制单元；该串并联电路单元是一逻辑电路并电气连接该些燃料电池组；以及该微控制单元是可选择该串并联电路单元的逻辑电路的电路拓扑型态。
8. 如权利要求1所述的具串并联电路的燃料电池装置，其特征在于：各个燃料电池组的直流电压转换单元是分别为不同直流电压转换率的直流电压转换器。
9. 如权利要求1所述的具串并联电路的燃料电池装置，其中该具串并联电路的燃料电池装置是进一步包括一微控制单元，该微控制单元是可选择各个燃料电池组的直流电压转换单元的直流电压转换比例。
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| CNA2007100075313A CN101237050A (zh) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | 具串并联电路的燃料电池装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
- 2007-02-01 CN CNA2007100075313A patent/CN101237050A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |