[发明专利]一种基站备用电源用燃料电池能量管理系统

权利要求书

1.一种基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，包括功率主电路、控制逻辑、控制电路、霍尔传感器和继电器；能量管理单元通过所述控制逻辑切换燃料电池、市电或铅酸电池的接入，燃料电池输入电流时，首先通过引线接入采样板采样，并将采集功率与设定的功率进行比较，随后经过所述霍尔传感器测量输入电流大小，经所述继电器调整保护，最后通过所述功率主电路和控制电路根据既定的控制策略实现闭环控制，输出负载所需功率；所述燃料电池能量管理单元设置控制逻辑，所述控制逻辑中，当市电电流IAC不等于0，且备用电池维护指示BattKeep值为错误False，燃料电池系统为待机状态；

当市电电流IAC不等于0，且备用电池维护指示BattKeep值为正确True，基站铅酸电池处于维护状态，燃料电池系统保持待机状态；

当市电电流IAC等于0，且备用电池维护指示BattKeep值为错误False，离开待机状态进入燃料电池发电状态：此时常开继电器G1闭合、常开继电器G2闭合，燃料电池能量管理单元的燃料电池DC/DC变换部分开始工作，燃料电池启动到额定功率输出需要一定的时间t，根据电堆的性能曲线计算合理的功率拉升台阶ΔP，进行燃料电池DC/DC输出电压V2的跟随控制，逐渐增大调节燃料电池DC/DC输出电流A2，当功率变化值Δ(V2*A2)等于设定值ΔP，再向上往目标功率提升ΔP，在这段时间内，应持续检测电堆电压V1，并设定最低限V1min，如果目标功率未达到时已检测到V1min，则应下降ΔP，即减小A2直至V1min消失后再次尝试提高A2，直至使输出功率达到负载所需功率，或者对应的铅酸电池电流A3接近于0A时，通过常开继电器G3置高电位使常开继电器G3断开，至此负载完全由燃料电池提供，再通过常开继电器G4置高电位，使常开继电器G4闭合、常闭型继电器SSR1断开，则备用电源产品的控制功率也由燃料电池提供；

其中，燃料电池、铅酸电池、市电输入电路输入并联接入电源板，所述燃料电池输入电路外接电压采样板V1，且依次串联电流霍尔传感器A1、常开继电器G1、功率主电路后，分成两支路，一支路串联常开继电器G2输出48V直流电源，一支路依次连接常开继电器G4及电流霍尔传感器A4后输出48V直流电至P1P2接线端子和电源板；所述铅酸电池输入电路分别串联电流霍尔传感器A3、常开继电器G3后与燃料电池经常开继电器G2输出的48V直流电源并接；所述铅酸电池输入电路外接电压采样板V3；所述市电输入电路串联电流霍尔传感器A5后分为两支路，一支路与铅酸电池输入电路并接，另一支路串接常闭型继电器SSR1后并接于常开继电器G4与电流霍尔传感器A4之间。

2.根据权利要求1所述的基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，所述燃料电池能量管理单元接收外部CAN通讯指令，通过指令控制选择市电、铅酸电池或燃料电池中任意一种作为输入电源输入。

3.根据权利要求1所述的基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，燃料电池发电状态时，设燃料电池启动到额定功率输出需要的时间为t，则其状态变化为，0-t内为低电位；t时刻后为高电位。

4.根据权利要求3所述的基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，燃料电池发电状态时，根据电堆的性能曲线计算功率拉升台阶ΔP，并通过CAN总线由产品主控制器向燃料电池能量管理单元设定功率台阶值ΔP。

5.根据权利要求1所述的基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，所述燃料电池能量管理单元的P1P2接线端子外接48V转24V及48V转12V的DC/DC变换器，向外输出母线电压，在备用电源内部燃料电池启动发电时，由备用电源实现消耗功率自持功能。

6.根据权利要求1所述的基站备用电源用燃料电池能量管理系统，其特征在于，所述控制电路控制稳压输出，外环控制稳压输出，并机时，主机外环接管从机内环，主从控制方式实现并机均流。