專利名稱：一種燃料電池和蓄電池的應急電源能量管理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及應急電源系統，具體涉及一種燃料電池和蓄電池的應急電源能量管理 系統。
背景技術：
現有的燃料電池和蓄電池應急電源系統的結構如

圖1所示。圖中給出了兩種配置 方式，其工作原理都相同。系統有兩種能量源，分別為1燃料電池和2蓄電池，圖中的3作 為電壓調節，使得1輸出電壓和2的電壓相匹配；4將直流電轉換為交流電，提供給負載使 用。由于燃料電池啟動時間的限制，在后備電源系統中必須使用蓄電池來縮短轉換時間，減 少電源切換對負載的影響。由于存在兩個能量源，系統如何合理地分配輸出功率，對提高系 統效率具有至關重要的作用。美國專利局2002年7月公布的專利US 2002/0095247A1中，Yi Ding等人提出了 一種無權基于蓄電池荷電狀態(SOC)值進行功率分配的方法。該方法將SOC值劃分為幾個 區域，根據蓄電池SOC值所處的區域，決定燃料電池如何工作以及是否對蓄電池充/放電。 但文中并未提及具體的功率分配方案，也沒有提及當需求功率過大時的處理方法。中國專利局2004年2月公布的專利CN 1476396A中，提供了一種混合動力系統， 使用一個與各種動力源分配選項有關的成本函數來改善動力源的分配，使得動力分配控制 在一個最佳總成本的水平。但是文中沒有給出成本函數的表達式，而且其應用范圍局限于 混合動力車輛。中國專利局2004年10月公布的專利CN 1539673A中，提出一種實時的燃料電池 混合動力系統的功率分配方法，從學電池和燃料電池系統各自局部最優的角度去考慮功率 分配，然后從全局的角度出發，讓兩者相互折中，使得系統全局的性能最優，從而提高混合 動力系統的能量效率。但該技術僅適用于混合動力車輛的功率分配控制。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種燃料電池和蓄電池的應急電源能量管理系 統，通過設定的規則進行功率分配，使得燃料電池和蓄電池應急電源系統工作時，能夠根據 負載功率、蓄電池SOC值，轉換工作方式，優化系統的輸出性能。本發明的應急電源能量管理系統的工作狀態劃分為以下6類
權利要求
1.一種燃料電池和蓄電池的應急電源能量管理系統，其特征在于，包括對啟動時間、蓄 電池SOC值、負載功率、系統效率各參數的設置，具體步驟如下(1)首先設置緊急啟動按鍵，緊急啟動時，由蓄電池向負載提供功率，同時啟動燃料電 池，待燃料電池輸出功率穩定后，切換為燃料電池向負載提供功率；(2)正常啟動時，蓄電池不工作，燃料電池輸出功率穩定后，應急電源才能向負載輸出 功率。
2.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，當負載功率大于額定 功率的30 %時，燃料電池工作，不向蓄電池充電。
3.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，當負載功率為0-30%， 蓄電池SOC大于70%時，燃料電池工作，不向蓄電池充電。
4.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，當負載功率為0-30%， 蓄電池SOC為0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電。
5.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，負載功率為0，蓄電池 SOC為0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電。
6.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，負載功率為0，蓄電池 SOC大于70 %時，燃料電池怠速工作，不向蓄電池充電。
7.根據權利要求1所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，停機時，蓄電池SOC為 0-70%時，燃料電池工作，向蓄電池充電，充電至SOC = 70%結束。
8.根據權利要求1至7任一項所述的應急電源能量管理系統，其特征在于，所述系統的 能量源由燃料電池和蓄電池組成，燃料電池輸出電壓通過DC/DC變換器與蓄電池相連，直 流電壓通過DC/AC變換為交流電，提供給外部負載。
全文摘要
本發明公開了一種燃料電池和蓄電池的應急電源能量管理系統，根據對啟動時間、蓄電池SOC值、負載功率、系統效率各參數的設置，實現應急策略。本發明啟動時間短、燃料效率高、響應時間高，應用范圍非常廣泛，特別是在對環境有較高要求的公共場所，例如醫院、機場、地鐵站等建筑物的應急電源系統中有著廣闊的應用前景。
文檔編號H02J9/04GK102074997SQ20091019911
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者周蘇, 寧皓, 張傳升, 李國平 申請人:上海濟燁能源科技有限公司