[实用新型]一种燃料电池电源管理系统

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池电源管理系统，包括MCU连接若干组电源管理模块，每组电源管理模块包括DC‑DC、通道选择器，DC‑DC通过通道选择器连接燃料电池，补偿燃料电池的电流，MCU通过电压测量模块采集燃料电池单电池的电压值，并与预设阈值电压比较，如果存在燃料电池单电池的电压值低于预设阈值电压且存在未使用的DC‑DC，则控制该DC‑DC对应的通道选择器，将该DC‑DC连接在该单电池两端，为其补充电流，如果存在单电池电压值低于预设阈值电压且没有未使用的DC‑DC或其中任意DC‑DC超过其自身额定电流则报警。通过对性能较差的燃料电池单电池进行电流补偿，使其工作电压与其他串联的燃料电池保持一致，达到延长燃料电池寿命、减缓输出功率下降、能源利用率下降的目的。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，具体地说是一种燃料电池电源管理系统。

背景技术

燃料电池电堆由多个单电池串联和/或并联连接组成，以往的燃料电池管理方式较为简单，多采用电压测量模块、二极管、MOS管对燃料电池电压进行监控，对性能差出现反向电压的燃料电池进行抑制，或者通过控制芯片控制MOS管导通将燃料电池短路。

以上的电池管理方式对燃料电池的管理能力十分有限，随着燃料电池性能衰减此类燃料电池电源管理模块会导致燃料电池性能加速衰减，输出功率、能源利用率迅速下降。

以往通过关闭性能较弱的燃料电池管理方案，不仅燃料电池没法起到发电的功能，因为控制器件本身存在的内阻导致损失大量能量。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种燃料电池电源管理系统，通过对相对较弱的燃料电池单电池进行电流补偿，使其工作电压与其他串联的燃料电池保持一致，达到延长燃料电池寿命、维持燃料电池组一致性，进而达到减缓输出功率、能源利用率下降的目的。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种燃料电池电源管理系统，包括一MCU和N组电源管理模块，N为≥1的正整数；所述MCU连接N组电源管理模块；每组电源管理模块包括DC-DC、通道选择器，其中每组电源管理模块的DC-DC的输入端与3个以上串联连接的单电池同时并联连接，DC-DC的输出端通过通道选择器给所述3个以上单电池中电压最低的单电池进行电流补偿。

每个燃料电池单电池两端连接电压测量模块，用于测量单电池的电压。

在每个燃料电池单电池两端设置短路开关，用于通过闭合短路开关对失效的单电池进行短路。

所述通道选择器用于在MCU的控制下将需要补偿的燃料电池单电池对应的DC-DC输出端的正负极分别接在该燃料电池单电池两端。

所述MCU通过通讯模块连接控制芯片，将燃料电池单电池电压、DC-DC分配信息和电流信息发送到控制芯片。

一种燃料电池电源管理方法，包括以下步骤：

步骤1：采集燃料电池单电池的电压值，并与预设阈值电压比较，如果存在燃料电池单电池的电压值低于预设阈值电压，则继续判断是否存在未使用的DC-DC，并执行步骤2；否则，循环该步骤；

步骤2：如果存在未使用的DC-DC，则控制该DC-DC对应的通道选择器，将该DC-DC连接在该燃料电池单电池两端，为其补充电流；否则报警。

如果任一DC-DC存在输出电流大于预设电流值，则MCU的计时函数记录该DC-DC超出预设电流值的时间，并发出告警，否则不动作。

如果该燃料电池单电池对应的DC-DC存在输出电流大于额定电流，则关闭该DC-DC，并通过该燃料电池单电池对应的短路器短接该单电池，否则不动作。