CN104752741A - 燃料电池堆连接控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池堆连接控制装置及其控制方法，其中包括达到n个的多个燃料电池堆和与所述多个燃料电池堆连接的电力调节部，所述控制装置包括：存储器，其存储用于开始所述燃料电池堆连接控制装置的操作的第一阈值、包括0至所述第一阈值的第二阈值、用于将所述第二阈值分为至少两个小范围的边界值；多个堆电压感测部，其分别感测所述多个燃料电池堆的电压；以及控制部，其判断感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，在所述感测到的电压降低所述第一阈值或所述第一阈值以上时，对转换部的操作进行控制，从而将具有分别与所述至少两个小范围相关联的电压的一个或一个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。

Description

燃料电池堆连接控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池装置，特别地涉及包括多个燃料电池堆的燃料电池堆连接控制装置及其控制方法。
背景技术
在数十千瓦(KW)至数兆瓦(MW)的中大型发电用固体氧化物燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)装置中，连接多个小容量燃料电池堆(stack)来获得大容量。为了获得期望的电力输出，在燃料电池堆中将数十至数百张的单位燃料电池叠层连接。
在使用上述的燃料电池堆时，最近发生了如下的问题。
在燃料电池堆以串联连接的情况下，若仅一个燃料电池堆存在缺陷也会发生停机(shut down)；在燃料电池堆以并联连接的情况下，若在一部分堆中发生劣化，则该影响会波及到其他正常堆，因此，一般地，已使用了将燃料电池堆适当地串并联连接的燃料电池装置。
然而，在此情况下，由于随着时间的经过有时也会发生停机，因此该问题也变得突出。
另一个问题是，电力调节系统通过单一DC-DC变换器来处理多个施加的输入电压的能力。
一般地，调节燃料电池堆的电力的电力调节系统(PCS：PowerConditioning System)包括单一DC-DC变换器。所述DC-DC变换器对从燃料电池堆施加的输入电压(例如，40至80V)进行处理。然而，所述输入电压的数越多，能够处理该多个输入电压的DC-DC变换器的费用增加，DC-DC变换器的效率降低，例如直流电压的脉动率(纹波率)减小，从而电力调节系统的整体效率也降低。
图1是示出并联连接的燃料电池堆的电压输入到电力调节系统的变换器的框图。
假设均具有60V电压的多个燃料电池堆210、220、230、240的电压由于外部或内部的冲击而分别变为60V、59V、56V、55V。此时由于燃料电池堆并联连接，劣化现象如上所述例如由于具有减小较多的56V和55V电压的燃料电池堆230、240而急剧扩散到其余燃料电池堆210、220，最终不仅燃料电池堆的性能降低，由于将要处理的输入电压的数变多，DC-DC变换器510的效率也降低，从而电力调节系统的效率和燃料电池装置10的性能显著降低。这里，电力调节系统的效率可以表示为DC-DC变换器510的效率×DC-AC逆变器600的效率。
因此，需要如下的能够根本解决上述两种问题的应对方案。
首先，相比于将燃料电池堆以串并联连接，需要这样一种技术：优先将具有相同或类似的电压的燃料电池堆各自进行分组并且以并联连接，以减少燃料电池堆的劣化，从而减少燃料电池堆的停机现象。其次，也切实需要这样一种技术：将输入到DC-DC变换器的多个直流电压分割输入到至少两个DC-DC变换器，以有效地处理所输入的直流电压，从而提高电力调节系统的效率。
发明内容
[要解决的技术问题]
为了解决上述现有技术中的问题而作出本发明，本发明所要解决的技术问题是提供一种燃料电池堆连接控制装置及其控制方法，其将燃料电池装置中具有相同或类似的电压的燃料电池堆各自进行分组并且以并联连接，以减少燃料电池堆的劣化，从而减少燃料电池堆的停机现象，同时将多个输入电压分割输入到至少两个DC-DC变换器，以有效地处理所述输入电压，从而提高电力调节系统的效率。
[技术方案]
根据为了解决上述技术问题的本发明的实施例，一种燃料电池堆连接控制装置，其中包括达到n个的多个燃料电池堆和与所述多个燃料电池堆连接的电力调节部，所述控制装置包括：存储器，其存储第一阈值、第二阈值和边界值，所述第一阈值用于开始所述燃料电池堆连接控制装置的操作，所述第二阈值包括0至所述第一阈值，并且所述边界值用于将所述第二阈值分为至少两个小范围；多个堆电压感测部，其分别感测所述多个燃料电池堆的电压；以及控制部，其判断感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，在所述感测到的电压降低所述第一阈值或所述第一阈值以上时，对转换部的操作进行控制，从而将具有分别与所述至少两个小范围相关联的电压的一个或一个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
在属于所述组的燃料电池堆为两个或两个以上的情况下，所述转换部将属于所述组的燃料电池堆并联连接，并将所述组分别对应地连接到所述电力调节部中设置的DC-DC变换器，并且所述DC-DC变换器在所述电力调节部中至少设置有两个。
所述转换部设置在所述电力调节部内部。
所述存储器设置在所述控制部内部。
所述控制部利用所述边界值来将所述第二阈值实现为至少两个小范围。
所述控制部判断所述感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，此时所述第一阈值小于或等于所述燃料电池堆的电压中具有最高电压的第一燃料电池堆与具有最低电压的第n燃料电池堆之间的电压差，并且在所述控制部判断出所述电压差为所述第一阈值或所述第一阈值以上的情况下，所述控制部确定所述燃料电池堆的最高电压值，并从所确定的作为最高值的被减数值分别减去作为所述第一燃料电池堆至所述第n燃料电池堆的电压值的减数值，以算出减算值。
所述控制部控制所述转换部的操作，从而将具有决定分别属于所述至少两个小范围的减算值的减数值的1个或1个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
所述至少两个DC-DC变换器的个数取决于所分组的组的个数。
所述电力调节部为电力调节系统PCS(Power ConditioningSystem)。
所述控制部设置在所述电力调节部内部。
根据为了解决上述技术问题的本发明的实施例，一种燃料电池堆连接控制方法，其控制包括达到n个的多个燃料电池堆和与所述多个燃料电池堆连接的电力调节部的燃料电池堆连接控制装置，所述控制方法包括步骤：a)控制部接收事先输入的第一阈值、第二阈值和边界值，所述第一阈值用于开始所述燃料电池堆连接控制装置的操作，所述第二阈值包括0至所述第一阈值，并且所述边界值用于将所述第二阈值分为至少两个小范围；b)所述控制部分别感测所述多个燃料电池堆的电压；以及c)所述控制部判断所感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，在所述感测到的电压降低所述第一阈值或所述第一阈值以上时，所述控制部对转换部的操作进行控制，从而将具有分别与所述至少两个小范围相关联的电压的一个或一个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
在步骤c)中，所述分组的步骤还包括：连接步骤，其中在属于所述组的燃料电池堆为两个或两个以上的情况下，所述控制部控制所述转换部的操作，从而将属于所述组的燃料电池堆并联连接，并将所述组分别对应地连接到所述电力调节部中设置的DC-DC变换器.
所述DC-DC变换器在所述电力调节部中至少设置有两个。
在步骤c)中，所述转换部设置在所述电力调节部内部。
所述第一阈值、所述第二阈值和所述边界值存储在存储器中，所述存储器设置在所述控制部内部。
在步骤a)与步骤b)之间，所述燃料电池堆连接控制方法还包括步骤：所述控制部利用所述边界值来将所述第二阈值实现为至少两个小范围。
在步骤c)中，所述分组的步骤还包括：判断步骤，其中所述控制部判断所述感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，此时所述第一阈值小于或等于所述燃料电池堆的电压中具有最高电压的第一燃料电池堆与具有最低电压的第n燃料电池堆之间的电压差；以及算出步骤，其中在所述控制部判断出所述电压差为所述第一阈值或所述第一阈值以上的情况下，所述控制部确定所述燃料电池堆的最高电压值，并从所确定的作为最高值的被减数值分别减去作为所述第一燃料电池堆至所述第n燃料电池堆的电压值的减数值，以算出减算值。
所述分组的步骤还包括：形成组的步骤，其中所述控制部控制所述转换部的操作，从而将具有决定分别属于所述至少两个小范围的减算值的减数值的1个或1个以上的燃料电池堆形成为每一组。
所述至少两个DC-DC变换器的个数取决于所分组的组的个数。
所述电力调节部为电力调节系统PCS(Power ConditioningSystem)。
所述控制部设置在所述电力调节部内部。
通过参照附图描述的以下详细说明，本发明的特征和优点将变得更加明显。
在此之前，应当理解的是，本说明书和权利要求书中所使用的术语或词语应当以一般含义来解释，而不应以词典中含义来解释，并且在基于发明人为了以最佳方法说明自己的发明而可以确切地定义术语的概念的原则下，所述术语或词语应当解释为符合本发明技术思想的含义和概念。
[有益效果]
根据本发明，将具有相同或类似的电压的燃料电池堆各自进行分组并且以并联连接，以减少燃料电池堆的劣化，从而减少燃料电池堆的停机现象。
进一步地，根据本发明，将输入到DC-DC变换器的多个输入电压分割输入到至少两个DC-DC变换器，以有效地处理所述输入电压，从而提高电力调节系统的效率。
附图说明
图1是示出并联连接的燃料电池堆的电压输入至电力调节系统的变换器的框图。
图2a和图2b是示出根据本发明实施例4个燃料电池堆的电压输入至电力调节系统的变换器的框图。
图3a和图3b是示出根据本发明另一实施例6个燃料电池堆的电压输入至电力调节系统的变换器的框图。
图4是示出根据本发明实施例控制部对燃料电池堆连接控制装置进行控制的方法的流程图。
具体实施方式
根据以下与附图相关联的详细说明和优选实施例，本发明的目的、特定优点和新颖特征将变得更加明显。
要注意的是，关于对每个附图的构成要素附加参考编号，相同的构成要素在示出的不同附图中具有相同的编号。
此外，使用的“第一”、“第二”等术语是为了将一个构成要素区别于另一个构成要素，而不是为了将构成要素限制于所述术语。
下文中，在说明本发明时将省略那些使本发明的要点不必要地模糊的相关公知技术。
下文中，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图2a和图2b是示出根据本发明实施例4个燃料电池堆的电压输入至电力调节系统的变换器的框图。
在说明燃料电池堆连接控制装置的操作之前，先参照图2a和图2b来说明各个构造和各个构造的功能。
燃料电池堆连接控制装置的构造及其功能
参照图2a和图2b，燃料电池堆连接控制装置100包括：多个(在此为4个)堆电压感测部310、320、330、340，其分别感测多个(在此为4个)燃料电池堆210、220、230、240的状态；以及电力调节系统800，所述燃料电池堆的输入电压施加到所述电力调节系统800。
所述电力调节系统800包括：转换部400，其根据下述用户的特定值，将多个燃料电池堆形成为至少两个组，并将所形成的至少两个组连接到与所述组相对应的至少两个DC-DC变换器510、520；至少两个DC-DC变换器510、520，其与所述转换部400连接，并将在所述组中确定的燃料电池堆的输入电压变换为预先确定的直流；DC-AC逆变器600，其与所述DC-DC变换器510、520连接，并将从DC-DC变换器输出的直流(DC)变换为交流(AC)；以及控制部700，其分别连接至所述多个堆电压感测部310、320、330、340以及所述转换部400，对所述多个燃料电池堆的电压的感测进行控制，并且对所述转换部中的多个开关元件的开闭操作进行控制。此外，在属于所述组的燃料电池堆为2个或2个以上的情况下，所述转换部将所述燃料电池堆相互并联连接，然后将所并联连接的燃料电池堆连接到对应DC-DC变换器。
在此，由于在电力调节系统800中配置有2个或2个以上的所述DC-DC变换器，在施加所述燃料电池堆中每一个的输入电压时，将所述输入电压分割输入到至少两个DC-DC变换器，从而能够以低费用有效地处理所述输入电压。
此外，所述转换部400可以包括开关端子为2个或3个的开关元件，但不限于此，其也可以包括执行相同功能或根据用户设计而适当地构造的开关元件(例如，二极管、FET或晶体管等或者其组合)。
所述控制部700包括存储器(未图示)。此时，所述存储器存储事先输入的第一阈值、第二阈值和用于将所述第二阈值分为至少两个小范围的边界值。所述第一阈值作为燃料电池堆连接控制装置开始连接操作的值，其通过在所述燃料电池堆210、220、230、240的电压之中具有最高电压的第一燃料电池堆(图2a和图2b中的210)与具有最低电压的第四燃料电池堆(图2a和图2b中的240)之间的电压差来确定。由于所述第二阈值为0和所述第一阈值之间的值，若设定了所述第一阈值，则自动设定第二阈值。所述边界值是用于将第二阈值分为2个或2个以上的值，其在将所述燃料电池堆进行分组时必要。于是，所述控制部如果从存储器接收所述第二阈值，则可以使用边界值来划分至少两个范围。即，所述控制部可以从存储器接收第一阈值、第二阈值和边界值，实现两个小范围。
所述第一阈值、第二阈值和边界值是指用户目的性的特定值，例如，以防止劣化燃料电池堆为目的的特定实验值、特定统计值或特定预期值等，但不限于此，其也可以指用户定义的所有值。由此，第一阈值、第二阈值和边界值事先存储在控制部的存储器中。尽管在本申请中假设存储器设置在控制部内部，但不限于此，存储器也可以设置在控制部外部。
进一步地，在由所述多个堆电压感测部感测到的电压降低第一阈值或第一阈值以上时，所述控制部700控制所述转换部400的开闭操作，以便将具有分别与至少两个小范围相关联的电压的1个或1个以上的燃料电池堆以各自的组来进行分组，并且以至少两个组来进行分组，在有必要将属于所述组的燃料电池堆并联连接的情况下(在燃料电池堆为2个或2个以上的情况下)，将燃料电池堆相互并联连接，并且将按每个组别并联连接的燃料电池堆分别对应地连接到设置在所述电力调节系统中的DC-DC变换器(当然，在所述组中仅存在一个燃料电池堆的情况下，没有必要进行并联连接)。即，在属于所述组的燃料电池堆为2个或2个以上的情况下，所述转换部基于所述控制部，将属于所述组的燃料电池堆并联连接，并且将所述组分别对应地连接到设置在所述电力调节部中的DC-DC变换器。
本申请中，尽管说明了所述控制部700和所述转换部400设置在所述电力调节系统800内部，但不限于此，所述控制部或所述转换部中的至少一个也可以设置在所述电力调节系统800外部。
现在，通过示例将具体描述燃料电池堆连接控制装置如何将具有相同或类似的电压的燃料电池堆按类进行分组并且以并联连接。
燃料电池堆连接控制方法
在初期，假设4个燃料电池堆210、220、230、240具有相同的电压60V。此外，将作为燃料电池堆连接控制装置开始开关连接的值的第一阈值设定为“5V”(如上所述，由于第二阈值为0至第一阈值之间的值，因此自动设定为大于或等于0、小于或等于5V)，并且将用于把第二阈值分为至少两个的边界值设定为2V，并将这些值输入至存储器中。
然后，控制部从存储器接收第一阈值、第二阈值和边界值，以获得两个小范围。在此，由于2V的边界值，两个小范围分别为大于等于0且小于等于2、大于2且小于等于5(0≤第二阈值≤2，2<第二阈值≤5)。
现在，如图2a所示，在4个燃料电池堆210、220、230、240的电压由于外部或内部环境变化而分别变为60V、59V、56V、55V的情况下，首先，若控制部700判断出与所述燃料电池堆附接的多个堆电压感测部310、320、330、340所感测到的电压差，即具有最高电压的第一燃料电池堆210与具有最低电压的第四燃料电池堆240之间的电压差为5V或5V以上，则由于所述电压差满足第一阈值5V而开始控制转换部的操作。即，第一阈值可以意味着小于或等于所述电压差。
此后，控制部700实现如下的映射表[表1]并存储在存储器中。
[表1]
燃料电池堆的种类 燃料电池堆的电压(V) Δ(V)
第一燃料电池堆210 60 0
第二燃料电池堆220 59 1
第三燃料电池堆230 56 4
第四燃料电池堆240 55 5
在上述表1中，Δ(Delta)被定义为当前感测到的燃料电池堆中的最高电压值减去对应燃料电池堆(此处为第一燃料电池堆至第四燃料电池堆)的电压值而算出的值。即，所述最高电压值为“被减数值”，对应燃料电池堆的电压值为“减数值”，Δ为“减算值”。
例如，4个燃料电池堆中具有最高电压的燃料电池堆210的电压值为60V，第一燃料电池堆的电压值也为60V，因此Δ为0V。所述第二阈值的范围中将0指定为下限值的理由就在于此。
此后，控制部700将具有与属于分别由0≤第二阈值≤2、2<第二阈值≤5构成的小范围的减算值Δ相对应的减数值的燃料电池堆按类进行分组，此处将燃料电池堆210和220组合为第一组，将属于2<ΔV≤5的燃料电池堆230、240组合为第二组。
特别地，要注意的是，所述组的个数不取决于小范围的个数。
例如，在上述实施例中，划分第二阈值的两个小范围分别为0≤第二阈值≤2、2<第二阈值≤5，尽管小范围的个数和组的个数示出为相同，需要理解的是，在0≤第二阈值≤2、2<第二阈值≤3、3<第二阈值≤5的3个小范围的情况下，也存在2个组。其理由是，没有属于2<第二阈值≤3的小范围的ΔV。反而，由于所述组的个数取决于下述的2个或2个以上的DC-DC变换器的个数，而不是取决于小范围的个数(结果上，组的个数小于或等于由第二阈值构成的小范围的个数)，所述组的个数也至少为2个或2个以上。因此，2个或2个以上的组的个数由2个或2以上的变换器的个数决定。
此后，控制部700控制转换部400的开闭操作，以便将分别属于至少两个的第一组和第二组的燃料电池堆各自以并联连接(燃料电池堆210、220的并联连接，燃料电池堆230、240的并联连接)，将以每一组并联连接的燃料电池堆分别对应地连接到电力调节部800中设置的DC-DC变换器510、520。即，控制部700将并联连接的燃料电池堆210、220连接到至少两个DC-DC变换器中的第一DC-DC变换器510，并且将并联连接的燃料电池堆230、240连接到至少两个DC-DC变换器中的第二DC-DC变换器520。
结果，控制部700将相对正常的燃料电池堆210、220相互并联连接，并将其连接到第一DC-DC变换器510，将相对劣化的燃料电池堆230、240相互并联连接，并将其连接到第二DC-DC变换器520。
如上所述，燃料电池堆连接控制装置100将具有相同或类似的电压的燃料电池堆各自进行分组并且以并联连接，减少燃料电池堆的劣化来减少燃料电池堆的停机现象，同时将输入至DC-DC变换器的4个燃料电池堆的电压分割输入到2个DC-DC变换器，从而有效地处理所输入的电压，提高电力调节系统800的效率。
图2b是除了2个燃料电池堆220、230的当前示出的电压值之外与图2a类似的框图。
即，相比于图2a中4个燃料电池堆的电压值以降序图示，图2b中示出了4个燃料电池堆的电压值呈任意顺序的情况。
图示图2b的理由在于，是为了强调不管多个燃料电池堆由于外部或内部变化而具有任何顺序的电压值，本发明与此顺序无关地，通过上述映射表来确定多个燃料电池堆的分组以及并联连接。
因此，图2b中能够获得与图2a相同的结果，即，相对正常的燃料电池堆210、230相互并联连接，并连接到第一DC-DC变换器，相对劣化的燃料电池堆220、240相互并联连接，并连接到第二DC-DC变换器。
图3a和图3b是示出根据本发明另一实施例6个燃料电池堆的电压输入至电力调节系统的变换器的框图。
图3a和图3b的燃料电池堆连接控制装置100的构造和操作与在图2a和图2b中图示的构造和操作相同，在此省略对其详细描述。即，图3a和图3b是为了示出分组形成为3个组。
例如，将第一阈值设为“12V”，将用于把第二阈值分为3个小范围的边界值设为“2V”和“5V”。此时，所述第二阈值如上所述自动成为“0～12V”。
那么，若电压降低“12V”以上，则所述燃料电池堆连接控制装置开始操作，并且所述控制部基于所述边界值来获得0≤第二阈值≤2、2<第二阈值≤5、5<第二阈值≤12的3个小范围。
如图3a和图3b所示，在燃料电池堆的最高电压值(60V)与最低电压值(48V)之间的电压差为“12V”的情况下，控制部700通过多个堆电压感测部310至360来感测到该情况，将具有分别与3个小范围(即，0≤第二阈值≤2、2<第二阈值≤5、5<第二阈值≤12)相关联的电压的1个或1个以上的燃料电池堆形成为每一组(形成3个组，图3b中的第一组1000、第二组1100、第三组1200)，此时在属于所述各个组的燃料电池堆为2个或2个以上的情况下(第一组1000和第三组1200)，通过转换部400的控制操作，将属于所述组的燃料电池堆并联连接，此后将所述3个组(第一组1000、第二组1100、第三组1200)分别对应地连接到第一DC-DC变换器510、第二DC-DC变换器520、第三DC-DC变换器530。
此时所述控制部700实现的映射表[表2]如下。
[表2]
燃料电池堆的种类 燃料电池堆的电压(V) Δ(V)
第一燃料电池堆210 60 0
第二燃料电池堆220 59 1
第三燃料电池堆230 58 2
第四燃料电池堆240 56 4
第五燃料电池堆250 53 7
第六燃料电池堆260 48 12
尽管在上述实施例中，将所述第一阈值、由所述小范围构成的第二阈值、小范围的数等作为示例进行了说明，但这仅是为了进行说明的示例，也可以如前所述地符合于使用者的目的而设置。
进一步地，在上述实施例中说明了4个或6个燃料电池堆、分别与燃料电池堆附接的堆电压感测部，但这仅是为了进行说明的示例，其不限于此，也可以按照n个燃料电池堆和n个堆电压感测部来实现燃料电池堆连接控制装置。
控制部的连接控制方法
图4是示出根据本发明实施例控制部对燃料电池堆连接控制装置进行控制的方法的流程图。
参照图4，在初期，控制部从存储器接收事先输入的第一阈值、包括0并且根据所述第一阈值自动存储的第二阈值、和用于将所述第二阈值分为至少两个小范围的边界值。
此后，在步骤S410，控制部利用边界值来实现至少两个小范围。
此后，在步骤S420，控制部控制多个堆电压感测部，以连续感测燃料电池堆的电压。
此后，在步骤S430，控制部判断所感测到的电压是否降低第一阈值或第一阈值以上。此时如上所述，第一阈值可以为在所述燃料电池堆的电压中具有最高电压的第一燃料电池堆与具有最低电压的第n燃料电池堆之间的电压差或该电压差以下。
在所述控制部判断出所述电压差大于或等于第一阈值的情况下，在步骤S440，所述控制部确定所述燃料电池堆的最高电压值，从所确定的作为最高值的被减数值分别减去作为所述第一燃料电池堆至所述第n燃料电池堆的电压值的减数值，从而算出减算值。
若在步骤S430中所述控制部判断出所感测到的电压没有降低第一阈值或第一阈值以上的情况下，所述方法进行至步骤S420。
此后，在步骤S450，所述控制部控制所述转换部的操作，从而将具有决定分别属于所述至少两个小范围的减算值的减数值的1个或1个以上的燃料电池堆形成为每一组，然后所述方法终止。
根据适用例通过使用多种手段来具体实现本说明书中讨论的方法。例如，上述方法可具体实现为硬件、固件、软件或其任意组合形式。在硬件的实施例中，控制电路或控制部可以具体实现为一个及以上的专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、设计为执行本说明书中讨论的功能的其他电子单元或其组合。
尽管以上通过具体实施例来说明了本发明，这旨在具体说明本发明，而不将本发明限制于此，对于本领域普通技术人员来说，本发明技术思想范围内的变型和改进是显而易见的。
本发明的简单变型和改变均属于本发明的范围，通过所附权利要求书的范围来限定本发明的具体保护范围。
[符号说明]
100：燃料电池堆连接控制装置
210、220、230、240、250、260：燃料电池堆
310、320、330、340、350、360：堆电压感测部
400：转换部
510、520、530：DC-DC变换器
600：DC-AC逆变器
700：控制部
800：电力调节系统
1000：第一组
1100：第二组
1200：第三组。

Claims (20)

1.一种燃料电池堆连接控制装置，其中包括达到n个的多个燃料电池堆和与所述多个燃料电池堆连接的电力调节部，所述控制装置包括：
存储器，其存储第一阈值、第二阈值和边界值，所述第一阈值用于开始所述燃料电池堆连接控制装置的操作，所述第二阈值包括0至所述第一阈值，并且所述边界值用于将所述第二阈值分为至少两个小范围；
多个堆电压感测部，其分别感测所述多个燃料电池堆的电压；以及
控制部，其判断感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，在所述感测到的电压降低所述第一阈值或所述第一阈值以上时，对转换部的操作进行控制，从而将具有分别与所述至少两个小范围相关联的电压的一个或一个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
在属于所述组的燃料电池堆为两个或两个以上的情况下，所述转换部将属于所述组的燃料电池堆并联连接，并将所述组分别对应地连接到所述电力调节部中设置的DC-DC变换器，并且
所述DC-DC变换器在所述电力调节部中至少设置有两个。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述转换部设置在所述电力调节部内部。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述存储器设置在所述控制部内部。
5.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述控制部利用所述边界值来将所述第二阈值实现为至少两个小范围。
6.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述控制部判断所述感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，此时所述第一阈值小于或等于所述燃料电池堆的电压中具有最高电压的第一燃料电池堆与具有最低电压的第n燃料电池堆之间的电压差，并且
在所述控制部判断出所述电压差为所述第一阈值或所述第一阈值以上的情况下，所述控制部确定所述燃料电池堆的最高电压值，并从所确定的作为最高值的被减数值分别减去作为所述第一燃料电池堆至所述第n燃料电池堆的电压值的减数值，以算出减算值。
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述控制部控制所述转换部的操作，从而将具有决定分别属于所述至少两个小范围的减算值的减数值的1个或1个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
8.根据权利要求2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述至少两个DC-DC变换器的个数取决于所分组的组的个数。
9.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述电力调节部为电力调节系统。
10.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆连接控制装置，其中
所述控制部设置在所述电力调节部内部。
11.一种燃料电池堆连接控制方法，其控制包括达到n个的多个燃料电池堆和与所述多个燃料电池堆连接的电力调节部的燃料电池堆连接控制装置，所述控制方法包括步骤：
a)控制部接收事先输入的第一阈值、第二阈值和边界值，所述第一阈值用于开始所述燃料电池堆连接控制装置的操作，所述第二阈值包括0至所述第一阈值，并且所述边界值用于将所述第二阈值分为至少两个小范围；
b)所述控制部分别感测所述多个燃料电池堆的电压；以及
c)所述控制部判断所感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，在所述感测到的电压降低所述第一阈值或所述第一阈值以上时，所述控制部对转换部的操作进行控制，从而将具有分别与所述至少两个小范围相关联的电压的一个或一个以上的燃料电池堆以每一组进行分组。
12.根据权利要求11所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
在步骤c)中，所述分组的步骤还包括：连接步骤，其中在属于所述组的燃料电池堆为两个或两个以上的情况下，所述控制部控制所述转换部的操作，从而将属于所述组的燃料电池堆并联连接，并将所述组分别对应地连接到所述电力调节部中设置的DC-DC变换器，并且
所述DC-DC变换器在所述电力调节部中至少设置有两个。
13.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
在步骤c)中，所述转换部设置在所述电力调节部内部。
14.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
所述第一阈值、所述第二阈值和所述边界值存储在存储器中，所述存储器设置在所述控制部内部。
15.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
在步骤a)与步骤b)之间，所述燃料电池堆连接控制方法还包括步骤：所述控制部利用所述边界值来将所述第二阈值实现为至少两个小范围。
16.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
在步骤c)中，所述分组的步骤还包括：
判断步骤，其中所述控制部判断所述感测到的电压是否降低所述第一阈值或所述第一阈值以上，此时所述第一阈值小于或等于所述燃料电池堆的电压中具有最高电压的第一燃料电池堆与具有最低电压的第n燃料电池堆之间的电压差；以及
算出步骤，其中在所述控制部判断出所述电压差为所述第一阈值或所述第一阈值以上的情况下，所述控制部确定所述燃料电池堆的最高电压值，并从所确定的作为最高值的被减数值分别减去作为所述第一燃料电池堆至所述第n燃料电池堆的电压值的减数值，以算出减算值。
17.根据权利要求16所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
所述分组的步骤还包括：形成组的步骤，其中所述控制部控制所述转换部的操作，从而将具有决定分别属于所述至少两个小范围的减算值的减数值的1个或1个以上的燃料电池堆形成为每一组。
18.根据权利要求12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
所述至少两个DC-DC变换器的个数取决于所分组的组的个数。
19.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
所述电力调节部为电力调节系统。
20.根据权利要求11或12所述的燃料电池堆连接控制方法，其中
所述控制部设置在所述电力调节部内部。
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