[发明专利]多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法，特别是涉及一种将多组燃料电池转换器系统并联结合的充放电装置及方法。

背景技术

自近代工业革命以来，电力已成为生活中不可或缺的一环。现今产生电力的方式是以火力与核能为主，而上述二种方式皆会对环境产生影响，更何况现在全球气候异状已层出不穷，因此，如何运用其他方法产生电力为目前一重大课题。

由于燃料电池是利用化学反应来产生电力，并不会产生影响环境的物质，因此如何运用燃料电池为现今研发的重点方向之一。以目前现有习知的燃料电池发电系统为例，其包含三大部份：燃料电池堆、转换器与蓄电池，其中，燃料电池堆用于产生电力，转换器则将燃料电池堆所产生的不稳定电力转换成稳定的电源后再输出，而蓄电池在负载增加时可与燃料电池堆同时提供电力以补足不足的电力，待燃料电池堆电力达到负载所需的电力时，蓄电池将停止提供电力。

上述现有习知的燃料电池发电系统的缺点在于当转换器损坏时，其燃料电池堆的电力即无法输出，造成莫大的不便；再者，当要使燃料电池堆的输出电量上升时，需要时间等待燃料电池堆内的化学反应完成作用，才能达到调升的目的，倘若负载突然增加，且超过蓄电池所能承担的电力时，则会造成电力不足，并导致负载因电力不足而受到影响。

再者，当燃料电池堆在添加燃料时，由于其化学作用会造成输出电力短暂地不稳定，也容易导致负载发生故障等情事。

由此可见，上述现有的燃料电池发电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多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法，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发电系统存在的缺陷，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，以期创设一种新的多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法，能够改进一般现有的燃料电池发电系统，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发电系统存在的缺陷，而提供一种新的多组燃料电池转换器并联系统及其控制方法，所要解决的技术问题是使其可避免因单一转换器的毁损，而造成电力供应中断的情况，以及避免因添加燃料时所产生的不稳定等问题。再者，本发明将燃料电池转换器系统模组化，以达到可应用于大功率的场合的功效，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多组燃料电池转换器并联系统，其包括：多组燃料电池转换器系统；一转换器并联开关，其与该些燃料电池转换器系统的输出端电性连接；一负载功率计算单元，其用于电性连接一负载，以计算该负载所需的电能；一并联控制计算单元，其电性连接于该转换器并联开关，用以读取该转换器并联开关的输出电能；一主控制器，与该负载功率计算单元及该并联控制计算单元电性连接，用以读取该负载功率计算单元与该并联控制计算单元的信号，并藉此控制该些燃料电池转换器系统；一阵列控制器，其电性连接于该转换器并联开关、该主控制器与每一该燃料电池转换器系统；一双向转换器，其电性连接于该阵列控制器，用以受该阵列控制器控制；以及一蓄电池，其电性连接于该双向转换器，用以受该双向转换器的控制而进行充电或放电。

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。

前述的多组燃料电池转换器并联系统，其中所述的每一该燃料电池转换器系统包括：一燃料电池；一转换器，其电性连接于该燃料电池及该转换器并联开关；以及一子控制器，其电性连接于该转换器、该燃料电池及该阵列控制器，其中该子控制器用以接收该主控制器所发出的一控制信号并依此控制该转换器，且该子控制器又用以读取该蓄电池的蓄电量，以依此控制该阵列控制器，并使该阵列控制器控制该双向转换器使该蓄电池进行放电或充电。

前述的多组燃料电池转换器并联系统，其中所述的主控制器依该并联控制计算单元与该负载功率计算单元所读取的信号决定需开启的该燃料电池转换器系统，并将该控制信号传递至该子控制器。