氢能专利库

本发明公开了一种基于燃料电池的变电站新型备用电源系统的发电能量控制方法，包括以下步骤：步骤S1、构建一个完整的基于燃料电池的变电站新型备用电源系统，系统中包括用于作为变电站备用能源的燃料电池和超级电容；步骤S2、对变电站新型备用电源系统中的燃料电池和超级电容进行短期功率预测，为后续系统的优化运行和能量管理提供支持；步骤S3、实时对燃料电池和超级电容的能量分配进行优化，使系统能够快速适应不断变化的运行环境，提高能量利用效率。本发明能使系统能够快速适应不断变化的运行环境，提高能量利用效率，并提高备用电源系统在长时间运行中的可靠性和耐久性。

本发明公开了一种燃料电池堆单体电池电流自补偿结构的控制方法，自补偿结构包括N个膜电极的单体电池FC1～FCN串联的组成燃料电池堆，每个单体电池都并有电流补偿控制回路，补偿回路通过多绕组变压器实现，当管理控制系统监测到N个单体电池工作电压的最大电压差大于一定阈值时，控制开关管启动多绕组变压器的一次侧线圈，使得电流补偿回路产生补偿电流对电压低的膜电极进行补偿，利用燃料电池存在极化曲线特性和不可充电性，通过对电压低的燃料电池堆膜电极进行补偿，可以提高电池堆一致性和效率，延长燃料电池寿命。

本发明公开了一种基于电化学阻抗谱的燃料电池健康状况估计方法，对燃料电池进行电话学阻抗谱实验，并记录响应数据；绘制阻抗谱图，根据阻抗谱图拟合改进型Randles等效电路模型，基于非线性最小二乘法完成模型的参数辨识；利用燃料电池极化电阻和电化学活性表面积，量化健康状况评价指标；本发明基于直观的评价量，可快速精确的估算出燃料电池的健康状况，利于系统地分析和比较不同燃料电池堆之间的健康度，为燃料电池系统的安全运行提供重要参考，有助于及时调整和改进燃料电池系统的运行和维护策略。

本发明公开了一种燃料电池多频阻抗的高精度在线检测方法，通过在燃料电池系统中新增用于阻抗检测的DC‑DC变换器，并对其同时加入交直流下的多种频率的占空比扰动信号，从而实现多种频率下燃料电池阻抗的高效和高精度检测，且避免了扰动信号对系统电能品质的影响。本发明简单易行，检测效率高，能够避免检测过程中对燃料电池正常工作回路的影响，能够同时对多种频率下的燃料电池阻抗进行快速检测，并且通过对不同频段下燃料电池阻抗的计算与分析，最终能够准确得到燃料电池阳极、阴极和质子交换膜上的等效阻抗。

本发明公开了一种燃料电池在线故障监测和预警的方法、装置及控制系统，方法包括：采集待监测的燃料电池的相关运行数据；首先监测实时输出电压值，若出现异常，则根据燃料电池的相关运行数据计算燃料电池的变化率，判断燃料电池的变化率是否出现异常，若是，则进行故障类型诊断，否则，重新监测；将燃料电池的变化率作为故障特征值，输入构建的故障预测模型，输出预测的燃料电池的故障类型；根据量化的故障程度发出故障信号，根据所述故障信号采取相应的预警控制措施。本发明解决了燃料电池的在线故障监测和预警的准确性、稳定性和实时性还有待加强的问题。

本发明公开了一种氢燃料电池交直流混合输出装置和方法，装置包括氢罐、反应发电单元和功率分配单元；氢罐与反应发电单元电连接，功率分配单元与反应发电单元电连接；氢罐用于储存氢燃料；反应发电单元将氢燃料转换为电能；功率分配单元用于获取氢燃料电池的输出侧的直流负荷量和交流负荷量，基于氢燃料电池的工作模式以及获取到的直流负荷量、交流负荷量计算并输出氢燃料电池待输出的直流电压以及交流电压。本申请可在一组氢燃料电池中实现同时交直流双路输出，满足了不同类型负荷需求，且其具备自动功率分配功能，实现不同负荷共享输出功率，并确保氢燃料电池的稳定运行，充分利用氢燃料电池的容量资源，具备良好的经济性。