本發(fā)明屬于氫能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)市電斷電后，使用的應(yīng)急電源，一般是柴油發(fā)電機(jī)和鉛酸蓄電池，眾所周知，柴油發(fā)電機(jī)和鉛酸蓄電池，對(duì)環(huán)境均有污染，柴油發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生大量的CO和CO2；鉛酸蓄電池中的鉛是具有嚴(yán)重污染性的重金屬，鉛的大量排放，對(duì)人體和環(huán)境有嚴(yán)重的破壞性。當(dāng)今市場(chǎng)出現(xiàn)環(huán)保氫能發(fā)電機(jī)解決了環(huán)境污染問題，但是這些氫能發(fā)電機(jī)必須人工操作，且操作人員需要待在現(xiàn)場(chǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法，使設(shè)備會(huì)在市電斷電后自行啟動(dòng)發(fā)電，當(dāng)市電上電后能自行關(guān)閉處于待機(jī)狀態(tài)，不需要人工操作，操作簡單，維護(hù)方便。
技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法，包括以下步驟：
1）市電斷電與否的檢測(cè)，供氫壓力檢測(cè)；
通過市電檢測(cè)模塊檢測(cè)市電供電情況，在市電供電正常狀態(tài)下，不啟動(dòng)燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電；在市電斷電情況下，備用電池電壓≥51.5V時(shí)，不啟動(dòng)燃料電池系統(tǒng)；在市電斷電情況下，且備用電池電壓<51.5V時(shí)，通過供氫壓力檢測(cè)模塊檢測(cè)供氫系統(tǒng)壓力是否大于1MPa，檢測(cè)結(jié)果為是，啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電；檢測(cè)結(jié)果為否，不啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，并進(jìn)行報(bào)警提示；
2）燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)，輸出電能；
3）市電檢測(cè)模塊檢測(cè)到市電供電后，關(guān)閉燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，為下次斷電做準(zhǔn)備。
步驟1）中，供氫系統(tǒng)分三路供氫氣路，氣路1、氣路2和共路氣路，分別給燃料電池供氫，當(dāng)氣路1的氣使用完，自動(dòng)切換到氣路2供氣，切換同時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，操作人員及時(shí)更換氣瓶，保證供給的氫氣量。
所述的燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法，市電檢測(cè)模塊檢測(cè)到市電上電后，關(guān)閉燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，打開散熱排風(fēng)扇，關(guān)閉供氫系統(tǒng)，然后關(guān)閉電能輸出系統(tǒng)，當(dāng)燃料電池的溫度降至40℃時(shí)，關(guān)閉散熱排風(fēng)扇，停止運(yùn)行，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，為下一次市電斷電做準(zhǔn)備。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法，使設(shè)備會(huì)在市電斷電后自行啟動(dòng)發(fā)電，當(dāng)市電上電后能自行關(guān)閉處于待機(jī)狀態(tài)，不需要人工操作，操作簡單，維護(hù)方便，具有很好的實(shí)用性。
附圖說明
圖1為具有全自動(dòng)供電斷電的燃料電池控制方法的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1
一種燃料電池系統(tǒng)的供電控制方法，流程如圖1所示，包括以下步驟：
1、市電斷電與否的檢測(cè)，供氫壓力檢測(cè)。
通過市電檢測(cè)模塊檢測(cè)市電供電情況，在市電供電正常狀態(tài)下，不啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電；在市電斷電情況下，備用電池電壓≥51.5V時(shí)，不啟動(dòng)。在市電斷電情況下，且備用電池電壓<51.5V時(shí)，通過供氫壓力檢測(cè)模塊檢測(cè)供氫系統(tǒng)壓力是否大于1MPa，檢測(cè)結(jié)果為是，啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電。檢測(cè)結(jié)果為否，不啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，并進(jìn)行報(bào)警提示。
其中，供氫系統(tǒng)分三路供氫氣路，氣路1、氣路2和共路氣路，分別給燃料電池供氫，當(dāng)氣路1的氣使用完，自動(dòng)切換到氣路2供氣，切換同時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示，操作人員及時(shí)更換氣瓶，保證供給的氫氣量。
2、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)，輸出電能。
燃料電池控制系統(tǒng)運(yùn)行，產(chǎn)出的電能通過輸出系統(tǒng)供給設(shè)備，具體過程如下：
1）開機(jī)：風(fēng)閥電源開關(guān)打開，風(fēng)閥控制開關(guān)打開，計(jì)時(shí)2min，計(jì)時(shí)10s，兩種計(jì)時(shí)且同時(shí)進(jìn)行；2min時(shí)間到，風(fēng)閥電源開關(guān)關(guān)閉。10s時(shí)間到，同時(shí)判斷兩氣路壓，氣路1壓力>=1Mpa以及氣路2壓力>=1Mpa，當(dāng)氣路1壓力>=1Mpa時(shí)，判斷氣路1壓力是否<氣路2壓力，是則打開氣路2電磁閥，否則打開氣路1電磁閥，然后氣路閥狀態(tài)為ON，計(jì)時(shí)10s；當(dāng)氣路1壓力<1Mpa時(shí)，關(guān)斷氣路1換氣報(bào)警；判斷氣路2壓力是否>=1Mpa，是則判斷氣路1壓力是否<氣路2壓力，過程同前述，否則關(guān)斷氣路2換氣報(bào)警。10s時(shí)間到，判斷0.6bar<=進(jìn)氣壓力<=1.5bar，是則進(jìn)氣閥打開，計(jì)時(shí)0.1s，風(fēng)機(jī)同時(shí)打開15%，否則關(guān)閉氣路2通氣，報(bào)警；0.1s時(shí)間到，排氣閥開，計(jì)時(shí)2s；2s時(shí)間到，排氣閥關(guān)，延時(shí)10s；10s時(shí)間到，短路開關(guān)打開，計(jì)時(shí)20ms；20ms時(shí)間到，短路開關(guān)關(guān)閉，延時(shí)2s；2s時(shí)間到，排氣閥打開，計(jì)時(shí)0.25s；0.25s時(shí)間到，排氣閥關(guān)閉，延時(shí)5s；5s時(shí)間到，短路開關(guān)打開，計(jì)時(shí)200ms；200ms時(shí)間到，短路開關(guān)關(guān)閉；計(jì)時(shí)2s，2s時(shí)間到，排氣閥打開；計(jì)時(shí)0.25s，0.25s時(shí)間到，排氣閥關(guān)閉；判斷FC電壓>=50V，否則關(guān)閉，F(xiàn)C壞報(bào)警；是則FC輸出開關(guān)打開；延時(shí)5s，5s時(shí)間到，DC/DC開關(guān)打開；延時(shí)5s，5s時(shí)間到，測(cè)量FC電壓、電流；判斷FC電壓>=30V，否則關(guān)斷，F(xiàn)C壞報(bào)警；是則計(jì)算P；排氣間隔15s與排氣時(shí)間0.25s；計(jì)時(shí)運(yùn)行2min；2min時(shí)間到，燃料電池運(yùn)行正常；開機(jī)結(jié)束。
2）FC正常發(fā)電：FC運(yùn)行正常，F(xiàn)C電流測(cè)量值，F(xiàn)C電壓測(cè)量值；判斷FC電壓>=30V，否則關(guān)斷，欠壓報(bào)警；是則同時(shí)執(zhí)行：對(duì)應(yīng)排氣閥打開時(shí)間，間隔時(shí)間運(yùn)行，對(duì)應(yīng)溫度目標(biāo)值運(yùn)行，燃料電池運(yùn)行時(shí)間，F(xiàn)C短路運(yùn)行，氣體切換運(yùn)行；然后判斷FC電流>65A，是則關(guān)斷，過流報(bào)警。
排氣閥運(yùn)行：0A<FC電流值<=19.5A，排氣閥開；計(jì)時(shí)0.25s，0.25s時(shí)間到，排氣閥關(guān)；計(jì)時(shí)30s。19.5A<FC電流值<=39A，排氣閥開；計(jì)時(shí)0.25s，0.25s時(shí)間到，排氣閥關(guān)；計(jì)時(shí)20s。39A<FC電流值<=65A，排氣閥開；計(jì)時(shí)0.25s，0.25s時(shí)間到，排氣閥關(guān)；計(jì)時(shí)15s。
風(fēng)機(jī)運(yùn)行：0A<FC電流值<=6.5A，F(xiàn)C溫度目標(biāo)值=43℃，PWM控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，F(xiàn)C溫度測(cè)量值>58℃，關(guān)斷；FC溫度過高報(bào)警。6.5A<FC電流值<=13A，F(xiàn)C溫度目標(biāo)值=44℃，PWM控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，F(xiàn)C溫度測(cè)量值>58℃，關(guān)斷；FC溫度過高報(bào)警。以此原理，依次持續(xù)判斷FC電流值區(qū)間，以及FC溫度目標(biāo)值，最后一個(gè)區(qū)間為58.5A<FC電流值<=65A，F(xiàn)C溫度目標(biāo)值=52℃，PWM控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，F(xiàn)C溫度測(cè)量值>58℃，關(guān)斷；FC溫度過高報(bào)警。
短路運(yùn)行：運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)30min，30min時(shí)間到，短路開關(guān)打開；計(jì)時(shí)10ms。
氣體切換運(yùn)行：判斷氣路狀態(tài)為1號(hào)使用，是則判斷1號(hào)壓力>0.1Mpa，否則判斷2號(hào)壓力>0.1Mpa，1號(hào)壓力>0.1Mpa及2號(hào)壓力>0.1Mpa均為否時(shí)，關(guān)斷氣路1和氣路2，報(bào)警。1號(hào)壓力>0.1Mpa為是，則判斷1號(hào)壓力<0.8Mpa，1號(hào)氣路換氣報(bào)警，1號(hào)壓力<0.5Mpa，氣路1電磁閥延時(shí)2s關(guān)閉；氣路2電磁閥打開。2號(hào)壓力>0.1Mpa為是，則判斷2號(hào)壓力<0.8Mpa，2號(hào)氣路換氣報(bào)警，2號(hào)壓力<0.5Mpa，氣路2電磁閥延時(shí)2s關(guān)閉；氣路1電磁閥打開。
3、當(dāng)市電上電后，關(guān)閉燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，為下次斷電做準(zhǔn)備。
市電上電后，市電檢測(cè)模塊檢測(cè)到市電上電后，關(guān)閉燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，打開散熱排風(fēng)扇，關(guān)閉供氫系統(tǒng)，然后關(guān)閉電能輸出系統(tǒng)，當(dāng)燃料電池的溫度降至40℃時(shí)，關(guān)閉散熱排風(fēng)扇，停止運(yùn)行，設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，為下一次市電斷電做準(zhǔn)備。