專利名稱：使用燃料電池的電源裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換從燃料電池輸出的電壓來將功率提供給負(fù)載的裝置，以及一種用于控制該電源裝置的方法，更特別地，本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)流過負(fù)載的電流來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入/輸出端之間的連接的電源裝置，以及一種用于控制該電源裝置的方法。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種用于將在諸如甲醇、乙醇或天然氣之類的碳?xì)浠衔锵盗形镔|(zhì)中所包含的氫和氧的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的電化學(xué)設(shè)備。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換過程是很有效和用戶友好的，并且在過去的幾十年間已經(jīng)建議了各種類型的燃料電池。
燃料電池在使用氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)方面基本上等于一般的化學(xué)電池。但是，不象化學(xué)電池，其中在封閉的系統(tǒng)中執(zhí)行電池反應(yīng)，燃料電池連續(xù)地從外部接收反應(yīng)材料，并且連續(xù)地將反應(yīng)產(chǎn)物排泄到外邊。
連接到電源裝置的負(fù)載的功率消耗變化。例如，當(dāng)蜂窩電話連接到電源裝置時(shí)，蜂窩電話在空閑模式中消耗很低的功率，但是在電話呼叫、短小消息傳輸或數(shù)據(jù)訪問期間消耗高功率。由于電源裝置的輸出電壓響應(yīng)于提供到負(fù)載的功率的變化而變化，所以電源裝置包括DC-DC轉(zhuǎn)換器以便維持穩(wěn)定的輸出電壓。
圖1是說明在電源裝置中的燃料電池的負(fù)載電流和輸出電壓之間的相關(guān)性的圖。如上所述，提供到負(fù)載的功率根據(jù)負(fù)載的狀態(tài)而變化，以及由電源裝置所提供的負(fù)載電流根據(jù)電源的變化而變化。如圖1中所示，由于燃料電池的輸出電壓隨著負(fù)載電流增加而減少，所以燃料電池的輸出電壓是不穩(wěn)定的。
圖2A和2B是說明當(dāng)升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器被用來增加由燃料電池輸出的DC電壓時(shí)，在使用燃料電池的電源裝置中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流和效率之間的相關(guān)性的圖。如上所述，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，燃料電池的輸出電壓和DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率兩者都減少。
圖2A顯示了在燃料電池的額定輸出電壓3.2V、3.4V、3.6V和3.8V處的DC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流和效率之間的相關(guān)性。如上所述，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率減少。圖2B顯示了在燃料電池的額定輸出電壓5V、6V和7V處的DC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流和效率之間的相關(guān)性。在這些情況中，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率也減少。
因此，當(dāng)從使用傳統(tǒng)的燃料電池的電源裝置將功率提供到負(fù)載時(shí)，在電源裝置中包括的DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率根據(jù)負(fù)載所消耗的功率的變化而變化。從而導(dǎo)致電源效率減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于通過根據(jù)流到負(fù)載的電流控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入/輸出端之間的連接，來維持DC-DC轉(zhuǎn)換器的高效率的電源裝置，以及一種用于控制該電源裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種使用燃料電池的電源裝置，該裝置包括燃料電池；可充電電池；DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將從燃料電池和可充電電池輸入的電壓轉(zhuǎn)換到要提供到負(fù)載的電壓；電流測量單元，用于測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流；以及控制器，用于通過根據(jù)所測量的負(fù)載電流確定是否從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器以及是否使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電，來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接。
如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則所述控制器可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以便使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。
如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則所述控制器可以將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開。
如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則所述控制器可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端以便將來自可充電電池的電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器。
如果DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率具有合適的值，則可以將第二負(fù)載電流設(shè)置到從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流。
所述控制器可以包括模式確定器，用于如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第一模式，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第二模式，以及如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第三模式；以及切換控制器，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第一模式則可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第二模式則可以將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開，以及如果電源裝置的電流狀態(tài)為第三模式則可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
所述電源裝置還可以包括用于測量可充電電池的輸出電壓的第一電壓測量單元，以及所述控制器可以確定是否使用由第一電壓測量單元所測量的可充電電池的輸出電壓來完全對(duì)可充電電池進(jìn)行充電以及如果完全對(duì)可充電電池進(jìn)行了充電則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端斷開。
所述電源裝置還可以包括用于測量燃料電池的輸出電壓的第二電壓測量單元，以及所述控制器可以使用由第二電壓測量單元所測量的燃料電池的輸出電壓來確定燃料電池的功率是否穩(wěn)定，以及如果燃料電池的功率不穩(wěn)定則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于控制使用燃料電池的電源裝置的方法，該方法包括測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流；使用所測量的負(fù)載電流來確定是否從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器以及使用提供到負(fù)載的功率來確定是否對(duì)可充電電池進(jìn)行充電；以及根據(jù)所述確定結(jié)果來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接。
在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則可以使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。在所述連接的控制中，可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端。
在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流，則可以從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器。在所述連接的控制中，可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則可以將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第一模式，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則可以將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第二模式，以及如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則可以將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第三模式，以及在所述連接的控制中，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第一模式則可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第二模式則可以將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開，以及如果電源裝置的電流狀態(tài)為第三模式則可以將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
所述方法還可以包括通過測量可充電電池的輸出電壓來確定是否完全對(duì)可充電電池進(jìn)行充電，以及如果完全對(duì)可充電電池進(jìn)行了充電則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端斷開。
所述方法還可以包括通過測量燃料電池的輸出電壓來確定燃料電池的功率是否穩(wěn)定，以及如果燃料電池的功率不穩(wěn)定則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上已經(jīng)記錄了用于執(zhí)行用于控制使用燃料電池的電源裝置的方法的計(jì)算機(jī)可讀程序。


通過參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是說明在電源裝置中的燃料電池的負(fù)載電流和輸出電壓之間的相關(guān)性的圖；圖2A和2B是說明在使用燃料電池的電源裝置中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的負(fù)載電流和效率之間的相關(guān)性的圖；圖3是一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方框圖；圖4A和4B是說明用于基于負(fù)載電流將電源裝置的電流狀態(tài)劃分成三個(gè)模式的方法的圖；圖5是另一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方框圖；圖6是說明用于控制一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方法的流程圖；以及圖7是說明用于控制另一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
圖3是一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方框圖。參照?qǐng)D3，電源裝置包括燃料電池300、可充電電池310、包括三個(gè)開關(guān)330、340和350的切換單元320、DC-DC轉(zhuǎn)換器360、控制器370、以及電流測量單元380。通過使用第一開關(guān)330將DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端連接到燃料電池300，以及通過使用第二開關(guān)340將DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端連接到可充電電池310。因此，通過第一和第二開關(guān)330和340來控制在DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端和燃料電池300和可充電電池310之間的連接。
DC-DC轉(zhuǎn)換器360將從燃料電池300或可充電電池310輸入的DC電壓轉(zhuǎn)換到提供到負(fù)載390的功率。DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸出端連接到負(fù)載390以便將已轉(zhuǎn)換的DC電壓提供到負(fù)載390，以及使用第三開關(guān)350連接到可充電電池310以便當(dāng)?shù)谌_關(guān)350接通時(shí)將從DC-DC轉(zhuǎn)換器360輸出的電流提供到可充電電池。電流測量單元380測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器360提供到負(fù)載390的電流。
控制器370基于所測量的負(fù)載電流通過切換開關(guān)330、340和350，來確定是否將從燃料電池300和可充電電池310輸出的電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器360，以及確定是否將從DC-DC轉(zhuǎn)換器360輸出的電流輸入到可充電電池310。
現(xiàn)在將參考圖6中說明的用于控制電源裝置的方法來詳細(xì)地描述根據(jù)圖3中說明的當(dāng)前實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的操作。
在操作步驟600中，電流測量單元380測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器360提供到負(fù)載390的電流。由于由電流測量單元380測量的負(fù)載電流與提供到負(fù)載390的功率成比例，所以負(fù)載電流根據(jù)負(fù)載390的功率消耗的變化而變化。
在操作步驟610中，控制器370接收由電流測量單元380測量的負(fù)載電流并且基于輸入的負(fù)載電流將電源裝置的電流狀態(tài)確定為如下三種模式之一第一模式、第二模式或第三模式。圖4是說明用于基于負(fù)載電流將電源裝置的電流狀態(tài)劃分成三個(gè)模式的方法的圖。參照?qǐng)D4，最好，控制器370如果負(fù)載電流小于第一電流I1，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第一模式，如果負(fù)載電流大于第一電流I1和小于第二電流I2，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第二模式，以及如果負(fù)載電流大于第二電流I2，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第三模式。
現(xiàn)在將參考圖4描述用于設(shè)置作為用來確定模式的基準(zhǔn)值的第一和第二電流I1和I2的方法。當(dāng)期望維持電源裝置和燃料電池300的高效率和穩(wěn)定性時(shí)，如果由于負(fù)載電流太小而使得燃料電池(？)300的功率消耗小，則燃料電池300的性能和穩(wěn)定性減少。因此，最好將用來維持燃料電池300的性能和穩(wěn)定性的最小電流設(shè)置到第一電流I1。此外，最好根據(jù)所使用的燃料電池的特性來單獨(dú)設(shè)置用來維持燃料電池300的性能和穩(wěn)定性的最小電流。最好當(dāng)燃料電池300的輸出電壓為用來維持DC-DC轉(zhuǎn)換器360所需要的高效率的最小電壓時(shí)，將由電流測量單元380所測量的負(fù)載電流設(shè)置到第二電流I2。
當(dāng)使用上述的方法來確定電源裝置的狀態(tài)時(shí)，控制器370根據(jù)所確定的模式來產(chǎn)生和輸出用于切換在切換單元320中包括的開關(guān)330、340和350的信號(hào)。在第一模式的情況中，在操作步驟620中，控制器370產(chǎn)生和輸出用于接通第一和第三開關(guān)330和350和斷開第二開關(guān)340的信號(hào)，以便將燃料電池300連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端以及將可充電電池310連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸出端。在這種情況中，通過DC-DC轉(zhuǎn)換器360將從燃料電池300輸出的功率提供到負(fù)載390和可充電電池310，從而利用電源來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。因此，在這種情況中，通過從燃料電池300對(duì)可充電電池310進(jìn)行充電來增加負(fù)載電流就可以維持DC-DC轉(zhuǎn)換器360的效率。此外，能防止由于低負(fù)載電流所導(dǎo)致的電源裝置的性能下降。
在第二模式的情況中，在操作步驟630中，控制器370產(chǎn)生和輸出用于接通第一開關(guān)330和斷開第二和第三開關(guān)340和350的信號(hào)，以便將燃料電池300連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端以及從DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入和輸出端斷開可充電電池310。在這種情況中，由于維持了DC-DC轉(zhuǎn)換器360的效率，所以在沒有使用可充電電池310的情況下就能將功率僅僅從燃料電池300提供到負(fù)載390。
在第三模式的情況中，在操作步驟640中，控制器370產(chǎn)生和輸出用于接通第一和第二開關(guān)330和340和斷開第三開關(guān)350的信號(hào)，以便將燃料電池300和可充電電池310連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端。在這種情況中，通過將來自燃料電池300和可充電電池310這兩者的功率提供到負(fù)載390，即使提供到負(fù)載390的功率為高，也能防止燃料電池300的電壓下降。
圖5是另一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置的方框圖。參照?qǐng)D5，電源裝置包括燃料電池300、可充電電池310、包括三個(gè)開關(guān)330、340和350的切換單元320、DC-DC轉(zhuǎn)換器360、第一電壓測量單元500、第二電壓測量單元510、控制器520、以及電流測量單元380。現(xiàn)在將參考圖7中說明的用于控制另一種電源裝置的方法來詳細(xì)地描述根據(jù)圖5中說明的當(dāng)前實(shí)施例的這種使用燃料電池的電源裝置的操作。
在操作步驟700中，電流測量單元380測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器360提供到負(fù)載390的電流。在操作步驟710中，控制器520接收由電流測量單元380所測量的負(fù)載電流并且基于輸入的負(fù)載電流將電源裝置的電流狀態(tài)確定為如下三種模式之一第一模式、第二模式和第三模式。
在第二模式的情況中，在操作步驟720中，控制器520接通第一開關(guān)330和斷開第二和第三開關(guān)340和350，以便將僅僅來自燃料電池300的功率提供到負(fù)載390。當(dāng)燃料電池300正在將功率提供到負(fù)載390時(shí)，在操作步驟730中，第一電壓測量單元500測量燃料電池300的輸出電壓。在操作步驟740中，控制器520基于由第一電壓測量單元500所測量的燃料電池300的輸出電壓來確定燃料電池300的功率是否穩(wěn)定。作為確定的結(jié)果，如果燃料電池300的功率不穩(wěn)定，則在操作步驟750中，控制器520接通第一和第二開關(guān)330和340和斷開第三開關(guān)350，以便將燃料電池300和可充電電池310這兩者都連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端。因此，即使燃料電池300的功率不穩(wěn)定，也能從燃料電池300和可充電電池310一起向負(fù)載390提供穩(wěn)定的功率。
在第一模式的情況中，在操作步驟760中，控制器520接通第一和第三開關(guān)330和350和斷開第二開關(guān)340，以便將燃料電池300連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸入端以及將可充電電池310連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器360的輸出端。當(dāng)從DC-DC轉(zhuǎn)換器360輸出的電流對(duì)可充電電池310進(jìn)行充電時(shí)，在操作步驟770中，第二電壓測量單元510測量可充電電池310的輸出電壓。在操作步驟780中，控制器520基于由第二電壓測量單元510所測量的可充電電池310的輸出電壓來確定是否完全對(duì)可充電電池310進(jìn)行充電。作為確定的結(jié)果，如果完全對(duì)可充電電池310進(jìn)行充電，則在操作步驟720中，控制器520接通第一開關(guān)330和斷開第二和第三開關(guān)340和350，以便停止將電流提供到可充電電池310。
本發(fā)明的實(shí)施例可以被編寫為計(jì)算機(jī)程序并且可以在使用計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)來執(zhí)行程序的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)中被實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的例子包括磁存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，ROM、軟盤、硬盤等)、光記錄介質(zhì)(例如，CD-ROM、DVD等)、以及諸如載波之類的存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，通過因特網(wǎng)傳輸)。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用燃料電池的電源裝置以及用于控制該電源裝置的方法中，當(dāng)通過使用DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換從燃料電池輸出的電壓來將功率提供到負(fù)載時(shí)，通過基于流入到負(fù)載的電流來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接，即使當(dāng)提供到負(fù)載的功率變化時(shí)也能維持DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率，從而利用穩(wěn)定的效率將功率長時(shí)間提供到負(fù)載。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，這里可以做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種使用燃料電池的電源裝置，該裝置包括燃料電池；可充電電池；DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將從所述燃料電池和所述可充電電池輸入的電壓轉(zhuǎn)換到要提供到負(fù)載的電壓；電流測量單元，用于測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流；以及控制器，用于通過根據(jù)所測量的負(fù)載電流確定是否從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器以及是否使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電，來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則所述控制器將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端以便使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則所述控制器將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則所述控制器將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端以便將來自可充電電池的電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的裝置，其中，如果DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率具有合適的值，則將第二負(fù)載電流設(shè)置到從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制器包括模式確定器，用于如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第一模式，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第二模式，以及如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第三模式；以及切換控制器，用于如果電源裝置的電流狀態(tài)為第一模式則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第二模式則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開，以及如果電源裝置的電流狀態(tài)為第三模式則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括第一電壓測量單元，用于測量可充電電池的輸出電壓，其中所述控制器確定是否使用由第一電壓測量單元所測量的可充電電池的輸出電壓來完全對(duì)可充電電池進(jìn)行充電以及如果完全對(duì)可充電電池進(jìn)行了充電則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括第二電壓測量單元，用于測量燃料電池的輸出電壓，其中所述控制器使用由第二電壓測量單元所測量的燃料電池的輸出電壓來確定燃料電池的功率是否穩(wěn)定，以及如果燃料電池的功率不穩(wěn)定則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
9.一種用于控制使用燃料電池的電源裝置的方法，該方法包括測量從DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流；使用所測量的負(fù)載電流來確定是否從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器以及使用提供到負(fù)載的功率來確定是否對(duì)可充電電池進(jìn)行充電；以及根據(jù)所述確定結(jié)果來控制在可充電電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述連接的控制中，將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流，則從可充電電池將電壓輸入到DC-DC轉(zhuǎn)換器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述連接的控制中，將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述確定中，如果所測量的負(fù)載電流小于第一負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第一模式，如果所測量的負(fù)載電流大于第一負(fù)載電流和小于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第二模式，以及如果所測量的負(fù)載電流大于第二負(fù)載電流，則將電源裝置的電流狀態(tài)確定為第三模式，以及在所述連接的控制中，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第一模式則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端，如果電源裝置的電流狀態(tài)為第二模式則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端斷開，以及如果電源裝置的電流狀態(tài)為第三模式則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過測量可充電電池的輸出電壓來確定是否完全對(duì)可充電電池進(jìn)行充電，以及如果完全對(duì)可充電電池進(jìn)行了充電則將可充電電池從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端斷開。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括通過測量燃料電池的輸出電壓來確定燃料電池的功率是否穩(wěn)定，以及如果燃料電池的功率不穩(wěn)定則將可充電電池連接到DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端。
17.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上已經(jīng)記錄了用于執(zhí)行權(quán)利要求9的方法的計(jì)算機(jī)可讀程序。
全文摘要
一種使用燃料電池的電源裝置包括燃料電池；可充電電池；DC－DC轉(zhuǎn)換器，將從燃料電池和可充電電池輸入的電壓轉(zhuǎn)換到要提供到負(fù)載的電壓；電流測量單元，測量從DC－DC轉(zhuǎn)換器輸出和流入到負(fù)載的電流；以及控制器，通過根據(jù)所測量的負(fù)載電流確定是否從可充電電池將電壓輸入到DC－DC轉(zhuǎn)換器以及是否使用提供到負(fù)載的功率來對(duì)可充電電池進(jìn)行充電，來控制在可充電電池和DC－DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接。因此，當(dāng)使用DC－DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換從燃料電池輸出的電壓來將功率提供到負(fù)載時(shí)，通過基于流入到負(fù)載的電流來控制在可充電電池和DC－DC轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出端之間的連接，即使當(dāng)提供到負(fù)載的功率變化時(shí)也能維持DC－DC轉(zhuǎn)換器的效率，從而利用穩(wěn)定的效率將功率長時(shí)間提供到負(fù)載。
文檔編號(hào)H02J7/34GK1855667SQ200610075599
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者金詠栽, 張赫, 孫東岐, 崔京煥 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社