燃料电池蓄电池混合供电系统

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1、通传电．潦术2010年3月25日第27卷第2期TeleeomPowerTechnologyMar．25，2010，Vo1．27No．2文章编号：1()()93664(2010)02()()3905设计应用燃料电池蓄电池混合供电系统纪小龙，杨静(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：燃料电池是一种清洁、环保的可替代能源，但昂贵的价格限制了其推广。本文结合燃料电池、蓄电池的优点，提出燃料电池与蓄电池混合供电方式，降低系统成本。为了减小输入电流纹波延长电池使用寿命，变换器均采取交错并联拓扑。文

2、中详细分析了系统工作原理及其控制方式，仿真结果验证了系统设计方案的可行性。关键词：双输入变换器；双向变换器；交错并联；充电中图分类号：TN86文献标识码：AFuelCellandBatteryHybridPowerSupplySystemJIXiaolong，rANGJing(CollegeofElectricEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Fuelcellisaneco—friendlyenerg

3、ysourceforhuman，butexpensivecostisunacceptableatpresent，thispa—perproposesanewidea，combinedwithstoragebatteryandfuelcell，toreducetheCOStofthebattery．Ontheotherhand，fuelcellisapowerstation，itcanchargebatterywhenbatteryisdepletion，inordertOminishinputcurre

4、ntripple，inter—leavedconverterhasbeentaken，andthiscanextendfue1cellS1ife．Finally，everystateofsystemhasbeenanalyzedinitscontrolmethodandworkingtheory，thesimulationresultshowsthefeasibilityofthedesign．Keywords：twoinputconverter；bidirectionalconverter；inter

5、leaved；charge1双输入供电系统况。⋯⋯一氢燃料电池基于电化学原理，将经过脱硫的富氢气体的化学能转化为电能，无需经过热机燃烧过程，反应产物仅为水，几乎不排放氮、硫氧化物，运动部件少、噪声低、运行可靠度高。该技术被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术，受到各同政府的高度重视l1]。日本政府为了鼓励民众使用高效无污染燃料电池发电满足住宅用电，每户补贴高达9．6万元人民币。图1双输入供电系统结构图巾同政府也出台补贴政策，每台燃料电池公交车补贴高达6()万元人民币。但是，燃料电池昂贵的价格极大2拓

6、扑结构及其工作原理地限制了其推广及应用。与燃料电池相比，蓄电池具燃料电池具有输出电压较低的『古1有特性，并且要有技术成熟、价格低廉、可重复充放电的优势，但蓄电求较小的输出电流纹波，这样有利于延长燃料电池使池具有能量储存容量有限的缺点]。鉴于燃料电池及用寿命l3]，若采用传统升压BO()ST电路，需要使用大蓄电池的优缺点，本文提出了燃料电池与蓄电池相结电感以减小纹波电流，但大电感导致系统动态响应较合的双输人供电系统，系统结构图如图1所示。假定慢。本文采用交错并联B()()ST电路，一方面可以利负载功率在绝

7、大部分情形低于某常数P，少数情形负用纹波互消原理减小纹波电流，另一方面可以有效地载功率需达到2P，如用额定功率为P的燃料电池与提高动态响应[4]。同样，蓄电池供电也存在类似问题，额定功率为P的蓄电池替代额定功率为2尸的燃料电故蓄电池供电部分也采用交错并联BOOST电路来提池，不仅可以大大降低成本，而且双输入源的存在增强升输出电压、减小纹波电流。考虑到蓄电池能量需要了系统稳定丁作的冗余度。本文主要研究直流负载情补充，蓄电池组供电部分采用能量可以双向流动的双向交错并联电路]。系统拓扑结构图如图2所示。收稿E

8、t期：200914-19系统工作流程原理图如冈3所示，FC为燃料电作者简介：纪小龙(1983一)，男，硕士，西南交通大学硕士研究池，B为蓄电池，P为燃料电池额定功率，U为蓄电池生，主要研究方向：电力电子与电力传动。杨静(1984)，女，硕士，西南交通大学硕士研究生，主要研究饱和电压，w为蓄电池截止电压。系统启动后，当负方向：电力电子与电力传动。载所需功率小于燃料电池的额定功率，蓄电池端电压·()·通镌电潦技术2010年3月25日第27卷第2