[发明专利]BOP供电的控制方法、装置及设备

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池应用及电气控制领域，更具体地，涉及一种系统平衡设备（Balance of Plants，简称为BOP）供电的控制方法、装置及设备。

背景技术

燃料电池是一种环境友好、高效、长寿命的发电装置。以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例，燃料气体从阳极侧进入，氢原子在阳极失去电子变成质子，质子穿过质子交换膜到达阴极，电子同时经由外部回路也到达阴极，在阴极质子、电子与氧气结合生成水。燃料电池采用非燃烧的方式将化学能转化为电能，由于不受卡诺循环的限制其直接发电效率可高达45%。燃料电池系统产品从固定式电站，到移动式电源；从电动汽车，到航天飞船；从军用装备，到民用产品有着广泛的应用空间。

BOP是燃料电池发电系统中的重要部件，BOP维持燃料电池稳定安全运行，要求具有高效、低噪声、高紧凑度、高可靠性、高耐用性、鲁棒性和低成本等特性。BOP自身的功率损耗直接关系到燃料电池的最终发电效率、能源利用率，BOP供电电源为系统电源（储能启动电池、网侧电压等）或燃料电池堆之一。本发明通过监测系统电源电压和燃料电池堆电压，由逻辑控制器在燃料电池工作正常的情况下，优选燃料电池作为BOP系统供电变换器的输入电源，实现了两个供电电源之间的无缝切换，提高了燃料电池系统的综合发电效率，同时减小了BOP供电功率变换单元的体积。

相关技术通常采用以下方式对BOP进行供电：（1）BOP始终采用系统电源进行供能。（2）使用可靠电力分配器的燃料电池系统，例如，使用氢和氧之间的电化学反应产生电力的燃料电池系统。（3）根据系统工作条件，通过继电器选择系统电源或燃料电池堆作为为BOP供电的功率变换器的输入电源。

针对上述方案，其都存在不同的问题：（1）方案1始终采用系统电源功能，BOP工作稳定，系统电源的能量由燃料电池发电系统经过适当的功率变换（直流到直流变换、直流到交流变换）而获得，再经过功率变换后为BOP供电，等效于燃料电池的电能经过多级功率变换，综合效率低下。（2）方案2需要通过两个独立供电模块，设定输出电压的偏差，同时供电，然后通过继电器的方式进行功率切换，双供电模块体积大，成本高，同时继电器工作频率低、存在线圈损等固有缺点，不利于燃料电池供电系统的高效运行。（3）方案3是通过继电器选择系统电源（电池）或燃料电池堆作为BOP的供电输入电源，继电器切换时间通常是毫秒级别，需要大的储能电容在切换时间维持能量供应，大幅度的电压跌落不利于BOP系统的稳定工作，严重时甚至危及燃料电池系统的完全工作。

因此，相关技术中无法准确的判别燃料电池与系统电池的切换时间，进而会造成大幅度的电压跌落，不利于BOP稳定工作。

发明内容

本发明旨在提供一种BOP供电的控制方法、装置及设备，以解决相关技术中，无法准确的判别燃料电池与系统电池的切换时间，进而会造成大幅度的电压跌落，不利于BOP稳定工作的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种BOP供电的控制方法，包括：检测为所述BOP供电的燃料电池的输出状态值是否符合预设条件值，其中，所述输出状态值至少包括以下之一：输出电压值，输出电流值，输出功率值；如果否，则将系统电池切换为所述BOP的供电电源。

优选地，将所述系统电池切换为所述BOP的供电电源包括：断开所述燃料电池与所述BOP的连接；将所述系统电池与所述BOP连接。

优选地，将所述系统电池切换为所述BOP的供电电源包括：将所述系统电池与所述BOP连接；断开所述燃料电池与所述BOP的连接。

优选地，将系统电池切换为所述BOP的供电电源之后，还包括：继续检测所述燃料电池的输出状态值是否符合所述预设条件值；如果是，则将所述燃料电池切换为所述BOP的供电电源。

根据本发明的另一个方面，提供了一种BOP供电的控制装置，包括：检测模块，用于检测为所述BOP供电的燃料电池的输出状态值是否符合预设条件值，其中，所述输出状态值至少包括以下之一：输出电压值，输出电流值，输出功率值；切换模块，用于在所述燃料电池的输出状态值不符合所述预设条件值的情况下，将系统电池切换为所述BOP的供电电源。

优选地，所述切换模块包括：断开单元，用于断开所述燃料电池与所述BOP的连接；连接单元，用于将所述系统电池与所述BOP连接。

优选地，所述检测模块，还用于继续检测所述燃料电池的输出状态值是否符合所述预设条件值；所述切换模块，还用于在所述燃料电池的输出状态值符合所述预设条件值的情况下，将所述燃料电池切换为所述BOP的供电电源。