CN202798118U - 一种燃料电池应急电源的无缝切换系统 - Google Patents

一种燃料电池应急电源的无缝切换系统 Download PDF

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成珂
葛志义
闫伟
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Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池应急电源的无缝切换系统，其包括燃料电池（1）、蓄电池（2）、基站用电接口（3）、蓄电池充电模块（4）、蓄电池放电模块（5）以及燃料电池控制器（8）；其中燃料电池（1）、蓄电池充电模块（4）和蓄电池（2）依次串联在一起，蓄电池（2）、蓄电池放电模块（5）和基站用电接口（3）依次串联在一起，燃料电池（1）连接到基站用电接口（3），燃料电池控制器（8）分别与燃料电池（1）和蓄电池（2）连接。该燃料电池应急电源的无缝切换系统一方面解决了储能电池规模不能满足大型供电系统的技术问题，另一方面也解决了燃料电池作为应急电源在掉电后启动时间过长的问题。

Description

一种燃料电池应急电源的无缝切换系统
技术领域
本实用新型涉及一种供电系统，尤其涉及一种燃料电池应急电源的无缝切换系统。
背景技术
随着电器设备越来越广泛地用于日常生活和生产中，断电造成的损失也越来越大，因此为了保证生活和生产用电，有必要引入应急电源系统。现有技术中，储能电池通常可以作为市电掉电后的供给电源，其中储能电池会根据负载的功率的大小和负载掉电后运行时间来设定储能电池组的规模。但是由于规模和效率的限制，现有的储能电池很难用作大型供电系统的应急电源。随着新能源技术的不断进步，燃料电池因为较强的供电能力，已经成为应急电源的重要选择。在燃料电池的系统中，燃料电池在聚集氧气和氢气，以及反应发电的过程都需要一定的时间。这种特性决定燃料电池从启动时到正常运行时有一个时间差。而在通信基站等要求苛刻的用电系统中，设备不能够掉电,因此在能源切换过程中，一定要保证能源供给的不间断性，这就阻碍了燃料电池的应用。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型在采用燃料电池的应急电源系统中加上蓄电池组，一方面解决了储能电池规模不能满足大型供电系统的技术问题，另一方面也解决了燃料电池作为通信应急电源在掉电后启动时间过长的问题。
具体的技术方案如下：燃料电池应急电源的无缝切换系统包括燃料电池1、蓄电池2、基站用电接口3、蓄电池充电模块4、蓄电池放电模块5以及燃料电池控制器8；其中，燃料电池1、蓄电池充电模块4和蓄电池2依次串联在一起，蓄电池2、蓄电池放电模块5和基站用电接口3依次串联在一起，并且燃料电池1连接到基站用电接口3，燃料电池控制器8分别与燃料电池1和蓄电池2连接；当存在市电时，燃料电池1与基站用电接口3断开，燃料电池1接通蓄电池充电模块4给蓄电池2充电；当没有市电时，燃料电池1启动并连接基站用电接口3；在燃料电池启动过程中，当燃料电池控制器8检测在相应的时间内，燃料电池和市电都不能为蓄电池进行供电的时候，蓄电池2接通蓄电池放电模块5给基站用电接口3供电。
该燃料电池应急电源的无缝切换系统一方面解决了储能电池规模不能满足大型供电系统的技术问题，另一方面也解决了燃料电池作为应急电源在掉电后启动时间过长的问题。
附图说明
图1为本实用新型所提供的燃料电池应急电源的无缝切换系统的结构示意图。
其中附图标记1－燃料电池；2－蓄电池；3－基站用电接口；4－电池充电模块；5－蓄电池放电模块；6－防反二极管； 7－保险丝；8－燃料电池控制器。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1 所示，本实用新型的燃料电池应急电源的无缝切换系统包括燃料电池1、蓄电池2、基站用电接口3、蓄电池充电模块4、蓄电池放电模块5以及燃料电池控制器8；并且进一步地包括防反二极管6以及保险丝--FU27。
其中，燃料电池1、蓄电池充电模块4和蓄电池2依次串联在一起，蓄电池2、蓄电池放电模块5和基站用电接口3依次串联在一起，并且燃料电池1连接到基站用电接口3；燃料电池控制器8分别与燃料电池1和蓄电池2连接。
当存在市电时，燃料电池1与基站用电接口3断开，燃料电池1接通蓄电池充电模块4给蓄电池2充电；当没有市电时，燃料电池1启动并连接基站用电接口3；在燃料电池启动过程中，当燃料电池控制器8检测在相应的时间内，燃料电池和市电都不能为蓄电池进行供电的时候，蓄电池2接通蓄电池放电模块5给基站用电接口3供电。
其中，燃料电池1包括空气吸风风扇、氢气进气系统以及气体反应部件。当基站用电接口3的市电断开时，需要启动燃料电池，燃料电池控制器8一方面启动燃料电池前端的吸风风扇，将含有氧气的空气进行聚集；另一方面对氢气进气系统的进气量进行控制；在燃料电池内部气体发生化学反应，发出电量。
蓄电池2一方面作为燃料电池控制器8的供电电源，同时另一方面也作为市电和燃料电池在切换过程中给基站供电的中间备用电源。蓄电池2优选为48V-54V的储能电池。
蓄电池充电模块4在燃料电池和市电都在的情况下为蓄电池2进行最优化充电，优选地所述蓄电池充电模块4能够根据蓄电池2的容量进行充电电流设置。
蓄电池的放电模块5在通常情况下处于闭合状态。当燃料电池控制器检测在相应的时间内，燃料电池和市电都不能为蓄电池进行供电的时候，蓄电池作为第三能源，通过蓄电池的放电模块5向基站用电接口3供电。
进一步地，当蓄电池的电压下降到设定值时，蓄电池放电模块断开蓄电池放电电路，让蓄电池停止放电，保证蓄电池的寿命。
基站用电接口3包括直流母线。
另外，可以在蓄电池充电模块4与蓄电池2之间设置防反二极管6；也可以在蓄电池2与蓄电池的放电模块5之间设置保险丝FU2。
当然，以上所述仅是本发明的较佳实施例，凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种燃料电池应急电源的无缝切换系统，包括燃料电池（1）、蓄电池（2）、基站用电接口（3）、蓄电池充电模块（4）、蓄电池放电模块（5）以及燃料电池控制器（8）；其中燃料电池（1）、蓄电池充电模块（4）和蓄电池（2）依次串联在一起，蓄电池（2）、蓄电池放电模块（5）和基站用电接口（3）依次串联在一起，燃料电池（1）连接到基站用电接口（3），燃料电池控制器（8）分别与燃料电池（1）和蓄电池（2）连接；当存在市电时，燃料电池（1）与基站用电接口（3）断开，燃料电池（1）接通蓄电池充电模块（4）给蓄电池（2）充电；当没有市电时，燃料电池（1）启动并连接基站用电接口（3）；在燃料电池启动过程中，当燃料电池控制器（8）检测在相应的时间内，燃料电池和市电都不能为蓄电池进行供电的时候，蓄电池（2）接通蓄电池放电模块（5）给基站用电接口（3）供电。
2.根据权利要求1所述的燃料电池应急电源的无缝切换系统，其特征是，当蓄电池（2）的电压下降到设定值时，蓄电池（2）断开与蓄电池放电模块（5）连接，停止放电。
3.根据权利要求1所述的燃料电池应急电源的无缝切换系统，其特征是，在蓄电池充电模块（4）与蓄电池（2）之间设置防反二极管（6）。
4.根据权利要求1所述的燃料电池应急电源的无缝切换系统，其特征是，在蓄电池（2）与蓄电池的放电模块（5）之间设置保险丝FU2。
5.根据权利要求1所述的燃料电池应急电源的无缝切换系统，其特征是，基站用电接口（3）包括直流母线。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110126966A (zh) * 2019-04-23 2019-08-16 同济大学 一种无dc-dc变压器的燃料电池电动摩托车动力系统
CN111817431A (zh) * 2020-08-12 2020-10-23 珠海格力电器股份有限公司 供电系统的控制方法

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