[发明专利]并联式燃料电池电力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联式燃料电池电力系统，特别是涉及一种将固定功率的燃料电池堆组合成不同功率输出的并联式燃料电池电力系统。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)为一种无污染的绿色发电技术，而此一发电技术是利用电化学原理，直接将燃料中的化学能转换成电能，并释放出热能的装置。

燃料电池是通过氧化剂与质子源形式的燃料进行电化学反应来制造电流及水的电化学装置。其中，最常见的燃料是氢气，而最常见的氧化剂是氧气，并且一般是以气流形式输送。于实务上将燃料输送至燃料电池的阳极区域，将氧化剂输送至燃料电池的阴极区域，且用一种离子可渗透的电绝缘膜将阳极区域与阴极区域分开，而电绝缘膜则可视其适合的特性并依照燃料电池的设计与操作条件来挑选。

由单一燃料电池所产生的电流可借由将二个或多个燃料电池连结在一起来增补。通常将相连的多个燃料电池称作燃料电池堆，而燃料电池堆里的燃料电池一般是以串联连结。此外，可将燃料电池堆并入燃料电池系统内，燃料电池系统通常包括用于燃料电池堆的氢气或其它燃料来源，且一般亦包括其它用来帮助燃料与氧化剂转换成电力的组件。

燃料电池堆的设计通常输出的功率大小皆为固定，于应用上，常会因使用功率需求范围不同而造成使用上的困难。有鉴于此，如何有效地将固定功率的燃料电池堆组合成不同功率输出的电压，实为重要的研发课题。

由此可见，上述现有的燃料电池在结构与使用上，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，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，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型的并联式燃料电池电力系统，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，以期创设一种新型的并联式燃料电池电力系统，能够改进一般现有的燃料电池，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存在的缺陷，而提供一种新型的并联式燃料电池电力系统，所要解决的技术问题是使其将固定功率的燃料电池堆组合成不同功率输出的燃料电池电力系统，使各燃料电池堆的电力输出平衡，有效地提供电力及延长燃料电池堆的寿命，以及保护燃料电池堆，进而避免因其个别差异而受损，非常适于实用。

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并联式燃料电池电力系统，其包括：多组燃料电池电力模组，其具有共同的一燃料进气管路，又每一该燃料电池电力模组具有：一燃料电池堆，其阴极输入端连接有一空气泵；一电流开关，串联于该燃料电池堆的输出端；以及一逆电流保护元件，单向导通串联于该电流开关的输出端；以及一直流总线，电性连接于该些燃料电池电力模组的输出端且使每一该燃料电池电力模组相互并联。

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。

前述的并联式燃料电池电力系统，其中所述的逆电流保护元件为一单向导通元件或一二极管。

前述的并联式燃料电池电力系统，其进一步具有一电力调节器，串联于该直流总线的输出端。

前述的并联式燃料电池电力系统，其进一步具有一蓄电池组，其借由一双向转换器与该直流总线电性连接且与该些燃料电池电力模组并联。

前述的并联式燃料电池电力系统，其进一步具有一控制器，用以读取每一该燃料电池堆的一状态信号并控制对应的该电流开关的开启/关闭。

前述的并联式燃料电池电力系统，其中所述的控制器用以执行下列步骤：读取每一该燃料电池堆的该状态信号；当任一该燃料电池堆输出异常的该状态信号时，关闭对应的该电流开关；以及启动一蓄电池组，该蓄电池组借由一双向转换器与该直流总线电性连接并与该些燃料电池电力模组并联。

前述的并联式燃料电池电力系统，其中所述的控制器进一步用以执行下列步骤：当任一该燃料电池堆输出异常的该状态信号且关闭其对应的该电流开关时，连动关闭其余该些燃料电池堆对应的该电流开关；以及连动关闭每一该空气泵。

前述的并联式燃料电池电力系统，其中所述的燃料进气管路具有一电磁阀，且该控制器执行连动关闭每一该空气泵后进一步连动关闭该电磁阀。