CN102347624A - 燃料电池备援电力系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种燃料电池备援电力系统及其控制方法，其中控制方法包括下列步骤：设定预设变动幅度值；判断市电电源模块是否断电；判断负载是否工作；进行限制步骤；以及控制燃料电池系统的输出。藉由本发明的控制方法，可将燃料电池系统作为市电的备援电力系统，并使燃料电池系统的输出可随着负载的变动以提供电力。本发明使燃料电池系统可作为备援电力系统的主要电力来源；当负载变动时，燃料电池系统可即时反应负载的变化。

Description

燃料电池备援电力系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种燃料电池备援电力系统及其控制方法，特别是涉及一种具负载反应时间的燃料电池备援电力系统及其控制方法。

背景技术

备援电力系统(Backup Power System，BPS)是一种备用电力供给系统，其普遍存在于医疗院所、高科技产业等具有高品质电力需求的单位。然而，现有习知备援电力系统在市电电源断电时，通常需依赖蓄电池供电，而蓄电池所能提供的缓冲时间长短则取决于蓄电池的容量大小。对于上述使用者而言，不但要求稳定的电力而且电力需求量大，因此一般现有习知的备援电力系统难以满足需要高品质电力的使用者。

有鉴于此，现今已有利用燃料电池系统作为市电电源断电时的备援电力系统，由于燃料电池系统只要持续不断供应燃料下，就可不断产生电力，且相对于蓄电池，燃料电池系统具有高效率、低污染等特点，实为当前能源装置的主流发展。

然而，燃料电池系统的反应时间慢，当负载发生变动时，燃料电池系统往往需耗费一段反应时间，才能反应负载的变动。再者，为配合负载变动的情况下，备援电力系统只能立即抽载或降载燃料电池系统，但其结果往往造成燃料电池系统寿命缩短、损坏频率增加，并导致备援电力系统的成本提升。

由此可见，上述现有的燃料电池备援电力系统在产品结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的燃料电池备援电力系统及其控制方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的燃料电池备援电力系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的燃料电池备援电力系统及其控制方法，能够改进一般现有的燃料电池备援电力系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的燃料电池备援电力系统存在的缺陷，而提供一种新的燃料电池备援电力系统及其控制方法，所要解决的技术问题是使其以燃料电池系统作为备援电力系统的主要电力来源，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的燃料电池备援电力系统存在的缺陷，而提供一种新的燃料电池备援电力系统及其控制方法，所要解决的技术问题是使其藉由控制方法以改善燃料电池系统反应时间慢的问题，且搭配蓄电池使用可即时反应负载变动时电力之所需，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，克服现有的燃料电池备援电力系统存在的缺陷，而提供一种新的燃料电池备援电力系统及其控制方法，所要解决的技术问题是使其藉由控制方法确保燃料电池系统不会于快速抽载或降载的使用下，而缩短燃料电池系统使用的寿命，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种燃料电池备援电力系统，其包括：一市电电源模块，其接收一市电电源并转换该市电电源后提供一直流电力；一备援电力系统，其具有：一燃料电池系统，具有一第一输出端；一电力调节模块，具有一第二输入端及一第二输出端，又该第二输入端电性连接于该第一输出端；以及一蓄电池，并联于该第二输出端；以及一选择开关，选择性电性连接于该市电电源模块及该备援电力系统；其中，该直流电力中断时，该选择开关电性连接于该备援电力系统，而当该燃料电池系统的电压小于该蓄电池时，由该蓄电池提供电力；又当该燃料电池系统的电压大于该蓄电池时，则由该燃料电池系统提供主要电力。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的燃料电池备援电力系统，其中所述的电力调节模块包含一交换式电源转换器及一控制器，且该控制器用以控制该交换式电源转换器。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种燃料电池备援电力系统的控制方法，其包括下列步骤：设定一预设变动幅度值，其中该预设变动幅度值为一电力调节模块接受的一负载的变动幅度临界值；判断一市电电源模块是否断电；判断该负载是否工作，在该负载工作下且该市电电源模块为断电，则切换一选择开关电性连接至一备援电力系统；进行一限制步骤，该电力调节模块限制一燃料电池系统不输出电力并由一蓄电池供电予该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需的电力时才输出电力；以及控制该燃料电池系统的输出，其利用该电力调节模块控制该燃料电池系统的输出以使该备援电力系统的输出即时反应该负载的变动。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其中控制该燃料电池系统的输出包括下列步骤：侦测该负载的变动幅度，并取得一变动幅度值；进行一降载步骤，当该变动幅度值小于零时，使该燃料电池系统降载以输出电力；进行一控制步骤，当该变动幅度值大于该预设变动幅度值时，维持该燃料电池系统目前输出的电力，并由该蓄电池供电至该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需电力时，才由该电力调节模块供电至该负载；以及进行一监控步骤，当该变动幅度值大于零且小于等于该预设变动幅度值时，持续监控该负载的变动幅度并计算一累加变动幅度值，当该累加变动幅度值大于该预设变动幅度值时，维持该燃料电池系统目前输出的电力，并由该蓄电池供电至该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需电力时，才由该电力调节模块供电至该负载。

前述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其中所述的电力调节模块包含一交换式电源转换器及一控制器，又该控制器包括：一控制单元；一计数器；一计算单元；以及一暂存器；其中，该控制器执行该限制步骤，其包括下列步骤：限制该电力调节模块不输出电力并由该蓄电池供电；计数对应的一作动时间，其由该计数器计数该电力调节模块的作动时间；计算对应的一反应时间，其由该计算单元计算该变动幅度值所对应的反应时间；比较该作动时间及该反应时间，其由该控制单元执行之；以及使该电力调节模块供电，当该作动时间大于该反应时间时，由该燃料电池系统透过该电力调节模块输出电力。

前述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其中所述的控制器执行该控制步骤，其包括下列步骤：维持该电力调节模块目前的输出电力，并由该蓄电池辅助供电至该负载；计数对应的该作动时间；计算对应的该反应时间；比较该作动时间及该反应时间；以及增加该电力调节模块的供电；当该作动时间大于该反应时间，由该燃料电池系统透过该电力调节模块输出该负载所需的电力。

前述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其中所述的控制器执行该监控步骤，其包括下列步骤：计算该累加变动幅度值，其中该累加变动幅度值定义为该负载的累加变动幅度百分比；当该累加变动幅度值等于零；储存该变动幅度值于该暂存器，并计算且储存所对应的该反应时间；当该累加变动幅度值大于零，累加该变动幅度值至该暂存器，并计算且储存所对应的该反应时间；计数该作动时间；以及比较该作动时间及该反应时间；并执行下列步骤：当该作动时间大于该反应时间，使该暂存器归零并侦测该负载的变动幅度；当该作动时间小于该反应时间，且该累加变动幅度值仍小于该预设变动幅度值，侦测该负载的变动幅度；以及当该作动时间小于该反应时间，且该累加变动幅度值大于该预设变动幅度值，则计算该反应时间及该作动时间的差值，并以该差值取代该控制步骤的该反应时间；以接续进行该控制步骤。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种燃料电池备援电力系统，其包括：一市电电源模块，其接收一市电电源并转换市电电源后提供一直流电力；一备援电力系统，其具有：一燃料电池系统，具有一第一输出端；一电力调节模块，具有一第二输入端及一第二输出端，又第二输入端电性连接于第一输出端；以及一蓄电池，并联于第二输出端；以及一选择开关，选择性电性连接于市电电源模块及备援电力系统；其中，直流电力中断时，选择开关电性连接于备援电力系统，而当燃料电池系统的电压小于蓄电池时，由蓄电池提供电力；又当燃料电池系统的电压大于蓄电池时，则由燃料电池系统提供主要电力。

为达上述功效，本发明再提供一种上述燃料电池备援电力系统的控制方法，其包括下列步骤：设定一预设变动幅度值，其中预设变动幅度值为一电力调节模块接受的一负载的变动幅度临界值；判断一市电电源模块是否断电；判断负载是否工作，在负载工作下且市电电源模块为断电，则切换一选择开关电性连接至一备援电力系统；进行一限制步骤，电力调节模块限制一燃料电池系统不输出电力并由一蓄电池供电予负载，待燃料电池系统可抽载至负载所需的电力时才输出电力；以及控制燃料电池系统的输出，其利用电力调节模块控制燃料电池系统的输出以使备援电力系统的输出即时反应负载的变动。

借由上述技术方案，本发明燃料电池备援电力系统及其控制方法至少具有下列优点及有益效果：

一、本发明使燃料电池系统可作为备援电力系统的主要电力来源。

二、当负载变动时，燃料电池系统可即时反应负载的变化。

综上所述，本发明是有关于一种燃料电池备援电力系统及其控制方法，其中控制方法包括下列步骤：设定预设变动幅度值；判断市电电源模块是否断电；判断负载是否工作；进行限制步骤；以及控制燃料电池系统的输出。藉由本发明的控制方法，可将燃料电池系统作为市电的备援电力系统，并使燃料电池系统的输出可随着负载的变动以提供电力。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统的架构示意图。

图2为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统的细部控制方法的流程示意图。

图3为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统的控制方法的流程示意图。

图4为本发明实施例的一种限制步骤的流程示意图。

图5为本发明实施例的一种控制燃料电池系统的输出步骤的流程示意图。

图6为本发明实施例的一种控制步骤的流程示意图。

图7为本发明实施例的一种监控步骤的流程示意图。

图8为本发明实施例的一种监控步骤的比较作动时间及反应时间的流程示意图。

10：市电电源模块

11：市电电源

20：备援电力系统

21：燃料电池系统

21a：第一输出端

22：电力调节模块

22a：第二输入端

22b：第二输出端

221：交换式电源转换器

222：控制器

222a：控制单元

222b：计数器

222c：计算单元

222d：暂存器

23：蓄电池

30：选择开关

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的燃料电池备援电力系统及其控制方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。

图1为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统20的架构示意图。

如图1所示，本实施例为一种燃料电池备援电力系统20，其包括：一市电电源模块10；一备援电力系统20以及一选择开关30。

市电电源模块10，其接收一市电电源11并转换市电电源11后提供一直流电力以作为负载40的主要供电来源。然而当市电电源11断电时，则需启动备援电力系统20作为备用电力，以确保负载40的供电来源不中断。

备援电力系统20具有：一燃料电池系统21；一电力调节模块22；以及一蓄电池23。燃料电池系统21是备援电力系统20的电力来源之一，其具有一第一输出端21a。

电力调节模块22具有一第二输入端22a及一第二输出端22b，又电力调节模块22的第二输入端22a电性连接于燃料电池系统21的第一输出端21a，可用于调控燃料电池系统21的电力输出。由于燃料电池系统21输出的电力无法机动性地随负载40的变动而随意变更，因此电力调节模块22用以控制燃料电池系统21的电力输出。其中，电力调节模块22需计算一反应时间，以取得燃料电池系统21升压所需的缓冲时间，并且需达到反应时间后才可对燃料电池系统21进行抽载的作动，此一设计是为确保燃料电池系统21的使用寿命。

电力调节模块22内进一步包含一交换式电源转换器221及一控制器222。其中，交换式电源转换器221可将燃料电池系统21产出的电力转换为负载所需的直流电，而控制器222电性连接于交换式电源转换器221，用以控制交换式电源转换器221的作动。又，控制器222包括：一控制单元222a；一计数器222b；一计算单元222c；以及一暂存器222d。

蓄电池23并联于电力调节模块22的第二输出端22b，其为备援电力系统20的另一电力来源。当负载40所需电力快速增加，而同时间燃料电池系统21需等待反应时间过后才可抽载，此时就需藉由蓄电池23的供电以支援负载40所需的电力。

选择开关30，其选择性电性连接于市电电源模块10及备援电力系统20。其中，市电电源模块10的直流电力中断时，选择开关30切换电性连接于备援电力系统20，并以备援电力系统20作为负载40的供电来源。此外，当备援电力系统20中的燃料电池系统21的电压小于蓄电池23时，则由蓄电池23提供电力，又当燃料电池系统21的电压大于蓄电池23时，则由燃料电池系统21提供主要电力。

图2为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统20的细部控制方法的流程示意图。图3为本发明实施例的一种燃料电池备援电力系统20的控制方法的流程示意图。

如图2及图3所示，上述的燃料电池备援电力系统20的控制方法包括下列步骤：设定一预设变动幅度值(S100)；判断一市电电源模块是否断电(S200)；判断负载是否工作(S300)；进行一限制步骤(S400)；以及控制燃料电池系统的输出(S500)。

设定一预设变动幅度值(S100)：预设变动幅度值定义为电力调节模块22可接受负载40的变动幅度临界值，只要负载40的变动幅度不超过此预设变动幅度值，则代表燃料电池系统21可即时反应负载40的变动并供电。反之，当负载40的变动幅度超过预设变动幅度值，则代表燃料电池系统21仍须一段反应时间，才能输出负载40所需的电力。

判断一市电电源模块是否断电(S200)：藉由接收负载40的回授讯号可加以判断市电电源模块10是否仍持续供电。

判断负载是否工作(S300)：在负载40工作下且市电电源模块10为断电时，则切换选择开关30使其电性连接至备援电力系统20，并以备援电力系统20作为电力供应来源。

进行一限制步骤(S400)：藉由电力调节模块22执行限制步骤并控制燃料电池系统21的电力输出，以避免燃料电池系统21快速抽载，而损害了燃料电池系统21并缩短其使用寿命。因此，在选择开关30切换至备援电力系统20的初始状态下，电力调节模块22便限制燃料电池系统21不输出电力并由蓄电池23先供电予负载40，待燃料电池系统21抽载至负载40所需的电力时，始透过电力调节模块22输出电力。

控制燃料电池系统的输出(S500)：待燃料电池系统21开始透过电力调节模块22输出电力后，利用电力调节模块22控制燃料电池系统21的电力输出，并搭配蓄电池23使用，以使得备援电力系统20的输出可即时反应负载40的变动。

图4为本发明实施例的一种限制步骤的流程示意图。

如图4所示，上述的限制步骤(S400)由控制器222执行之，并且限制步骤(S400)包括下列步骤：限制电力调节模块不输出电力并由蓄电池供电(S410)；计数对应的一作动时间(S420)；计算对应的一反应时间(S430)；比较作动时间及反应时间(S440)；以及使电力调节模块供电(S450)。

限制电力调节模块不输出电力并由蓄电池供电(S410)：在选择开关30切换至备援电力系统20的初始状态下，燃料电池系统21处于正要启动阶段，因此无法瞬间提升电力至负载40所需，故电力调节模块22的控制器222限制燃料电池系统21不输出电力。而且，又因为燃料电池系统21的电压小于与电力调节模块22并联的蓄电池23，因此便由蓄电池23供电予负载40。

计数对应的一作动时间(S420)：控制器222的计数器222b计数电力调节模块22的作动时间。

计算对应的一反应时间(S430)：控制器222的计算单元222c用以计算一变动幅度值所对应的反应时间，亦即负载40于一定变动幅度下，计算单元222c可依照其变动幅度值计算燃料电池系统21所需的反应时间。其中，变动幅度值定义为负载40的变动幅度百分比。

比较作动时间及反应时间(S440)：将上述计数器222b所得的作动时间、计算单元222c计算得到的反应时间及负载40的变动幅度值暂存于暂存器222d后，由控制单元222a比较作动时间及反应时间的大小。

使电力调节模块供电(S450)：当作动时间大于反应时间时，即表示燃料电池系统21可于充足的反应时间下，提升其电力以供电力调节模块22进行抽载的作动，因此燃料电池系统21遂可透过电力调节模块22以输出电力。反之，当作动时间小于反应时间时，则表示燃料电池系统21尚未到达所需的反应时间，电力调节模块22亦无法进行抽载。

图5为本发明实施例的一种控制燃料电池系统的输出步骤的流程示意图。图6为本发明实施例的一种控制步骤的流程示意图。图7为本发明实施例的一种监控步骤的流程示意图。图8为本发明实施例的一种监控步骤的比较作动时间及反应时间的流程示意图。

如图5所示，上述的控制燃料电池系统的输出步骤(S500)包括下列步骤：侦测负载的变动幅度(S510)；进行一降载步骤(S520)；进行一控制步骤(S530)；以及进行一监控步骤(S540)。

侦测负载的变动幅度(S510)：控制器222内部的控制单元222a可侦测负载40的变动幅度，并透过回授讯号取得负载40的变动幅度值。

请同时参阅图2，取得变动幅度值后，判定变动幅度值是否大于零，当变动幅度值等于零时，亦即负载40电力需求未改变，燃料电池系统21只需维持目前输出即可。当变动幅度值小于零时，控制单元222a则执行降载步骤。又当变动幅度值大于零时，进一步判定变动幅度值是否大于预设变动幅度值，若变动幅度值大于预设变动幅度值，则执行控制步骤，若变动幅度值小于等于预设变动幅度值，则执行监控步骤。

进行一降载步骤(S520)：当负载40的电力需求减少，亦即其变动幅度值小于零时，燃料电池系统21无须反应时间即可直接降载以输出电力。

进行一控制步骤(S530)：当负载40的变动幅度值大于预先设定的预设变动幅度值时，即表示目前燃料电池系统21产生的电力仍不足以供应负载40所需，因此可藉由控制步骤使电力调节模块22先维持燃料电池系统21的输出电力，并以蓄电池23支援供电，以避免燃料电池系统21过度抽载。

如图6所示，控制器222执行控制步骤(S530)，而上述的控制步骤(S530)可细分为下列步骤，其包括：维持电力调节模块目前的输出电力(S531)；计数对应的作动时间(S532)；计算对应的反应时间(S533)；比较作动时间及反应时间(S534)；以及增加电力调节模块的供电(S535)。

维持电力调节模块目前的输出电力(S531)：当负载40的变动幅度值大于预设变动幅度值时，电力调节模块22先维持燃料电池系统21目前的输出电力，并由蓄电池23辅助供电至负载40，以支援负载40升压的电力需求。

计数对应的作动时间(S532)：控制器222的计数器222b计数电力调节模块22的作动时间。

计算对应的反应时间(S533)：计算单元222c依照负载40的变动幅度值计算燃料电池系统21所需的对应的反应时间。

比较作动时间及反应时间(S534)：将上述计数器222b所得的作动时间、计算单元222c的计算得到的反应时间及负载40的变动幅度值暂存于暂存器222d后，由控制单元222a比较作动时间及反应时间的大小。

增加电力调节模块的供电(S535)：当作动时间大于反应时间时，由于燃料电池系统21的电力已足够提供负载40变动后的电力，因此燃料电池系统21遂可透过电力调节模块22输出负载40所需的电力。反之，若作动时间仍小于反应时间，控制单元222a则持续比较作动时间及反应时间，直到作动时间大于反应时间才可提高电力调节模块22的供电。

电力调节模块22输出负载40所需的电力后，计数器222b即可停止计数，并删除暂存器222d内资讯，即完成一次控制步骤，并接续控制燃料电池系统的输出步骤(S500)，即侦测负载40的变动幅度并随着负载40的变动反应之。

进行一监控步骤(S540)：一般设定中，负载40的变动幅度值小于预设变动幅度值时，燃料电池系统21即可直接供电，并无须再等待一段反应时间。然而，若变动幅度值于多次的小额变动累加下，其变动幅度总和就有可能超过预设变动幅度值。由于小额变动意指负载40的变动幅度值都小于预设变动幅度值，因此并不会执行控制步骤，而使得电力调节模块22无法控制燃料电池系统21的抽载，以致于燃料电池系统21有过份抽载的可能性。因此，可藉由监控步骤避免负载40经过多次小额变动，而使得累加后的变动幅度值超过预设变动幅度值。

如图7所示，控制器222执行监控步骤(S540)，而上述的监控步骤(S540)可细分为下列步骤，其包括：计算累加变动幅度值(S541)；当累加变动幅度值等于零，储存变动幅度值于暂存器(S542)；当累加变动幅度值大于零，累加变动幅度值至暂存器(S543)；计数作动时间(S544)；以及比较作动时间及反应时间(S545)。

计算累加变动幅度值(S541)：为避免负载40于多次小额变动后，导致变动幅度总和超过预设变动幅度值，遂定义一累加变动幅度值为负载40的累加变动幅度百分比，并于每次进行监控步骤时储存或累加此变动幅度值，以取得累加变动幅度值。

当累加变动幅度值等于零，储存此变动幅度值于暂存器(S542)：当累加变动幅度值等于零时，储存此变动幅度值于暂存器222d，并计算此变动幅度值所对应的反应时间，并将此变动幅度值及反应时间皆储存于暂存器222d内。

然而，由于此时负载40的变动幅度值未大于预设变动幅度值。因此，电力调节模块22可配合负载40的供电所需以输出电能。

当累加变动幅度值大于零，累加此变动幅度值至暂存器(S543)：当累加变动幅度值大于零，亦即负载40有多次的小额变动下，累加此变动幅度值至暂存器222d以更新累加变动幅度值，而控制器222同样计算此累加变动幅度值所对应的反应时间，并储存此累加变动幅度值及反应时间于暂存器222d，且覆写暂存器222d内原有的资料。

计数作动时间(S544)：控制器222的计数器222b计数电力调节模块的作动时间。

比较作动时间及反应时间(S545)：如图8所示，比较作动时间及反应时间，并执行下列步骤：当作动时间大于反应时间，重置暂存器(S545a)；当作动时间小于反应时间，且累加变动幅度值小于预设变动幅度值时，进行控制燃料电池系统的输出步骤(S545b)；以及当作动时间小于反应时间，且累加变动幅度值大于预设变动幅度值，进行控制步骤(S545c)。

当作动时间大于反应时间，重置暂存器(S545a)：当作动时间大于反应时间，亦即燃料电池系统21有充足的时间提升电力并满足负载40的变动，因此无论累加变动幅度值是否大于预设变动幅度值，燃料电池系统21都没有被快速抽载的疑虑，故可重置暂存器222d并接续进行控制燃料电池系统的输出步骤(S500)。当作动时间小于反应时间，且累加变动幅度值小于预设变动幅度值时，进行控制燃料电池系统的输出步骤(S545b)：当负载40快速变动下，电力调节模块22的作动时间未达反应时间时负载40又再次变动，以致于作动时间小于反应时间，然而只要累加变动幅度值仍小于预设变动幅度值，则无须限制燃料电池系统21的输出电力，并可接续进行控制燃料电池系统的输出步骤(S500)。

此外，当累加变动幅度值仍存于暂存器222d内，并且负载40不再变动时，计数器222b仍不停止计数，直到作动时间已大于累加变动幅度值所对应的反应时间后，暂存器222d则可重置且接续进行控制燃料电池系统的输出步骤(S500)。

当作动时间小于反应时间，且累加变动幅度值大于预设变动幅度值，进行控制步骤(S545c)：当作动时间小于反应时间，且累加变动幅度值于多次累加后已大于预设变动幅度值，即表示燃料电池系统21会被过度抽载，故再接续进行控制步骤(S530)，以维持电力调节模块22目前的输出电力，并由蓄电池23辅助供电给负载，进而防止燃料电池系统21因过度抽载而损坏。此时，计数器222b便可停止计数，并清除暂存器222d内资讯，并再由计算单元222c计算反应时间及作动时间的差值以暂存于暂存器222d中，并以此差值取代控制步骤(S530)中的反应时间。

电力调节模块22藉由上述各步骤的执行，可确保燃料电池系统21在预设变动幅度值对应的反应时间内，不会有立即抽载的行为，可避免燃料电池系统21的损坏。而备援电力系统20搭配蓄电池23的使用，可于燃料电池系统21无法立即抽载时，利用蓄电池23支援负载40的电力所需，以使得备援电力系统20的输出可即时反应负载40的变动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种燃料电池备援电力系统，其特征在于其包括：

一市电电源模块，其接收一市电电源并转换该市电电源后提供一直流电力；

一备援电力系统，其具有：

一燃料电池系统，具有一第一输出端；

一电力调节模块，具有一第二输入端及一第二输出端，又该第二输入端电性连接于该第一输出端；以及

一蓄电池，并联于该第二输出端；以及

一选择开关，选择性电性连接于该市电电源模块及该备援电力系统；

其中，该直流电力中断时，该选择开关电性连接于该备援电力系统，而当该燃料电池系统的电压小于该蓄电池时，由该蓄电池提供电力；又当该燃料电池系统的电压大于该蓄电池时，则由该燃料电池系统提供主要电力。

2.根据权利要求1所述的燃料电池备援电力系统，其特征在于其中所述的电力调节模块包含一交换式电源转换器及一控制器，且该控制器用以控制该交换式电源转换器。

3.一种如权利要求1所述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其特征在于其包括下列步骤：

设定一预设变动幅度值，其中该预设变动幅度值为一电力调节模块接受的一负载的变动幅度临界值；

判断一市电电源模块是否断电；

判断该负载是否工作，在该负载工作下且该市电电源模块为断电，则切换一选择开关电性连接至一备援电力系统；

进行一限制步骤，该电力调节模块限制一燃料电池系统不输出电力并由一蓄电池供电予该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需的电力时才输出电力；以及

控制该燃料电池系统的输出，其利用该电力调节模块控制该燃料电池系统的输出以使该备援电力系统的输出即时反应该负载的变动。

4.根据权利要求3所述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其特征在于其中控制该燃料电池系统的输出包括下列步骤：

侦测该负载的变动幅度，并取得一变动幅度值；

进行一降载步骤，当该变动幅度值小于零时，使该燃料电池系统降载以输出电力；

进行一控制步骤，当该变动幅度值大于该预设变动幅度值时，维持该燃料电池系统目前输出的电力，并由该蓄电池供电至该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需电力时，才由该电力调节模块供电至该负载；以及

进行一监控步骤，当该变动幅度值大于零且小于等于该预设变动幅度值时，持续监控该负载的变动幅度并计算一累加变动幅度值，当该累加变动幅度值大于该预设变动幅度值时，维持该燃料电池系统目前输出的电力，并由该蓄电池供电至该负载，待该燃料电池系统抽载至该负载所需电力时，才由该电力调节模块供电至该负载。

5.根据权利要求4所述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其特征在于其中所述的电力调节模块包含一交换式电源转换器及一控制器，又该控制器包括：一控制单元；一计数器；一计算单元；以及一暂存器；其中，该控制器执行该限制步骤，其包括下列步骤：

限制该电力调节模块不输出电力并由该蓄电池供电；

计数对应的一作动时间，其由该计数器计数该电力调节模块的作动时间；

计算对应的一反应时间，其由该计算单元计算该变动幅度值所对应的反应时间；

比较该作动时间及该反应时间，其由该控制单元执行之；以及

使该电力调节模块供电，当该作动时间大于该反应时间时，由该燃料电池系统透过该电力调节模块输出电力。

6.根据权利要求5所述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其特征在于其中所述的控制器执行该控制步骤，其包括下列步骤：

维持该电力调节模块目前的输出电力，并由该蓄电池辅助供电至该负载；

计数对应的该作动时间；

计算对应的该反应时间；

比较该作动时间及该反应时间；以及

增加该电力调节模块的供电，当该作动时间大于该反应时间，由该燃料电池系统透过该电力调节模块输出该负载所需的电力。

7.根据权利要求6所述的燃料电池备援电力系统的控制方法，其特征在于其中所述的控制器执行该监控步骤，其包括下列步骤：

计算该累加变动幅度值，其中该累加变动幅度值定义为该负载的累加变动幅度百分比；

当该累加变动幅度值等于零，储存该变动幅度值于该暂存器，并计算且储存所对应的该反应时间；

当该累加变动幅度值大于零，累加该变动幅度值至该暂存器，并计算且储存所对应的该反应时间；

计数该作动时间；以及

比较该作动时间及该反应时间，并执行下列步骤：

当该作动时间大于该反应时间，使该暂存器归零并侦测该负载的变动幅度；

当该作动时间小于该反应时间，且该累加变动幅度值仍小于该预设变动幅度值，侦测该负载的变动幅度；以及

当该作动时间小于该反应时间，且该累加变动幅度值大于该预设变动幅度值，则计算该反应时间及该作动时间的差值，并以该差值取代该控制步骤的该反应时间，以接续进行该控制步骤。

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