一种燃料电池不间断电源无缝切换控制方法

摘要

本发明公开一种燃料电池不间断电源无缝切换控制方法。逆变供电模式向燃料电池供电模式切换时，在燃料电池冷启动阶段，能量管理单元控制母线电压，提供负载能量，一旦燃料电池空载冷启动完毕，直流-直流变换器启动控制母线电压，能量管理单元转为电流控制模式，控制输出电流缓慢下降，使燃料电池输出电流缓慢上升，在燃料电池供电模式向逆变供电模式切换时，整流器启动控制母线电压，直流-直流变换器转为电流控制模式，控制燃料电池输出电流缓慢下降。本发明实现了燃料电池供电模式和逆变供电模式的无缝切换，避免了燃料电池直接带载冷启动，控制了燃料电池输出功率缓慢变化，保证了燃料电池的安全和使用寿命，保证了切换过程中负载供电连续性。

主权项

一种燃料电池不间断电源无缝切换控制方法，其特征在于：一、在逆变供电模式向燃料电池供电模式切换时方法如下：1）在燃料电池冷启动阶段，能量管理单元控制母线电压，提供负载能量，直到燃料电池空载冷启动完毕；2）燃料电池空载冷启动完毕后，直流‑直流变换器启动控制母线电压，能量管理单元转为电流控制模式，控制输出电流下降，使燃料电池输出电流上升；二、在燃料电池供电模式向逆变供电模式切换时方法如下：整流器启动控制母线电压，直流‑直流变换器转为电流控制模式，控制燃料电池输出电流下降，从而实现了模式间无缝切换；所述的在逆变供电模式和燃料电池供电模式切换过程中，能量管理单元的切换控制通过第一超级电容电压控制环节（18）、第二超级电容电压控制环节（17）、第一母线低频电流检测环节（13）、第二母线低频电流检测环节（11）、第一母线突变电流检测环节（14）、第二母线突变电流检测环节（12）、第一母线电压控制环节（9）、第二母线电压控制环节（7）、第一指令电流匀速缓降环节（10）、第二指令电流匀速缓降环节（8）、第一电流内环控制环节（16）、第二电流内环控制环节（15）和切换控制开关Tran_sig（19）来实现；当Tran_sig为1时，系统运行于燃料电池冷启动阶段，能量管理单元通过第一母线电压控制环节（9）、第二母线电压控制环节（7）、第一电流内环控制环节（16）、第二电流内环控制环节（15）控制母线电压，当Tran_sig为2时，系统运行于能量管理单元辅助燃料电池带载阶段，能量管理单元通过第一指令电流匀速缓降环节（10）、第二指令电流匀速缓降环节（8）、第一电流内环控制环节（16）、第二电流内环控制环节（15）控制输出电流下降到零，当Tran_sig为3时，系统运行于燃料电池独立供电模式，能量管理单元通过第一母线低频电流检测环节（13）、第二母线低频电流检测环节（11）、第一母线突变电流检测环节（14）、第二母线突变电流检测环节（12）、第一电流内环控制环节（16）、第二电流内环控制环节（15）控制输出电流跟踪母线低频电流纹波和突变电流，当Tran_sig为0或4时，不平衡负载下，能量管理单元通过第一母线低频电流检测环节（13）、第二母线低频电流检测环节（11）、第一电流内环控制环节（16）、第二电流内环控制环节（15）控制输出电流跟踪母线低频电流纹波。