专利名称：燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统，特别是涉及燃料电池系统中电磁元件的节电驱动 装置。
背景技术：
在燃料电池系统中， 一般有一个电磁阀，用于在燃料源与燃料电池堆之间控 制燃料流的通断。根据国际标准IEC62282的相关规定，为了提高可靠性及安全性，应由两个电 磁阀串联(指管路串联)来实现上述功能，并且这种电磁阀应该是当驱动电流消失 时能够关闭的，因此在系统运行时始终有工作电流。在市场上能够买到的最小的也有2 3W的功耗，例如上海鸱凯的OK61A电磁 阀，额定电压12V，线包电阻47ohm，因此额定功耗约3W。对于便携式或迷你型燃料电池系统，例如100W便携式电源，上述3W+2-6W 的功耗使得系统效率显著降低。当系统在较低功率下运行时，问题尤其突出。在系统中还有继电器等元件，也同样在一定程度上存在着上述问题。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供燃料电池系统 中电磁元件的节电驱动装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现燃料电池系统中电磁元件的节 电驱动装置，其特征在于，包括节电驱动电路，该电路在电磁元件开启时，输 出额定驱动电压给电磁元件，电磁元件开启后，输出略高于释放电压的维持电 压给电磁元件。所述的节电驱动电路包括PWM (脉宽调制)控制器、场效应管、续流二 极管，当来自燃料电池系统控制电路的额定驱动电压输出给节电驱动电路时， PWM控制器将100%脉宽的信号输出给场效应管，驱动电磁元件动作，电磁元 件动作完成后，PWM控制器的脉宽下降，作用于电磁元件的平均电压下降， 平均电流下降，但仍略高于释放电压，电磁元件保持开启状态。所述的节电驱动电路包括微型DC-DC、 二极管、延时开关电路，当来自燃 料电池系统控制电路的额定驱动电压输出给节电驱动电路时，延时开关电路开 启，电磁元件动作，二极管反向截止，电磁元件动作完成后，延时开关电路断 开，二极管正向导通，微型DC-DC提供较低的维持电压及维持电流提供给电 磁元件。所述的节电驱动电路包括PTC (Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。所述的节电驱动装置可以设于电磁元件外，也可以集成到电磁元件内。 所述的电磁元件包括电磁阀。与现有技术相比，本发明具有明显的节能作用，可以显著提高系统效率，并 且降低对环境的热污染，还可提高电磁元件的寿命，因为工作温度越低，线包寿命 也就越长。
图1为本发明的实施例1的结构框图； 图2为本发明的实施例2的结构框图； 图3为本发明的实施例3的结构框图；具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1 3所示，燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，包括节电驱 动电路，该电路在电磁元件开启时，输出额定驱动电压给电磁元件，电磁元件 开启后，输出略高于释放电压的维持电压给电磁元件。
对于电磁阀来说，因为电磁阀为了能够克服流体压力而将铁块吸动，往往留有更大的余量，上述OK61A电磁阀，在工作压力很小(例如0.1Bar)时，动作电 压为3.5V，而在工作压力稍大(例如1.5Bar)时，动作电压也仅为4.5V。其释放 电压极低，仅为0.2￥，且与工作压力几乎无关。因此，可以在要求电磁阀(或其它电磁元件)开启时，向其提供额定驱动电 压，随后将驱动电压降至略高于释放电压。当要求其关闭时，再将驱动电压撤除。实施上述方法的装置，可以置于电磁元件之外，也可以集成到电磁元件之内。实施例1如图1所示，当来自燃料电池系统控制电路的额定驱动电压输给图中的电路 模块时，P画控制器将100n/。脉宽的信号输给场效应管，驱动电磁阀动作。随后， PWM控制器的脉宽下降，作用于电磁阀的平均电压下降，平均电流下降，但仍略 高于释放电压，电磁阀保持开启状态。直至燃料电池系统控制电路停止提供额定驱 动电压，电磁阀关闭。当下一次开启时，PWM控制器又能够从全脉宽启动，然后 减小脉宽。实施例2如图2所示，当来自燃料电池系统控制电路的额定驱动电压输给图中的电路 模块时，延时开关电路开启，电磁阀动作，此时，二极管反向截止。随后，延时开 关电路断开，二极管正向导通，微型DC-DC提供的较低的维持电压及维持电流提 供给电磁阀。直至燃料电池系统控制电路停止提供额定驱动电压，电磁阀关闭。实施例3如图3所示，如果燃料电池系统的启停不频繁，甚至可以采用PTC来实现。 当然，由于PTC有一定的功耗，节能效果会略差。另外，维持电压及维持电流的 准确性，也会差一些。
权利要求
1.燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，其特征在于，包括节电驱动电路，该电路在电磁元件开启时，输出额定驱动电压给电磁元件，电磁元件开启后，输出略高于释放电压的维持电压给电磁元件。
2. 根据权利要求l所述的燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，其 特征在于，所述的节电驱动电路包括PWM (脉宽调制)控制器、场效应管、 续流二极管，当来自燃料电池系统控制电路的额定驱动电压输出给节电驱动电 路时，PWM控制器将100%脉宽的信号输出给场效应管，驱动电磁元件动作， 电磁元件动作完成后，PWM控制器的脉宽下降，作用于电磁元件的平均电压 下降，平均电流下降，但仍略高于释放电压，电磁元件保持开启状态。
3. 根据权利要求l所述的燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，其 特征在于，所述的节电驱动电路包括微型DC-DC、 二极管、延时开关电路，当 来自燃料电池系统控制电路的额定驱动电压输出给节电驱动电路时，延时开关 电路开启，电磁元件动作，二极管反向截止，电磁元件动作完成后，延时开关 电路断开，二极管正向导通，微型DC-DC提供较低的维持电压及维持电流提 供给电磁元件。
4. 根据权利要求l所述的燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，其 特征在于，所述的节电驱动电路包括PTC (Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。
5. 根据权利要求l所述的燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，其 特征在于，所述的节电驱动装置可以设于电磁元件外，也可以集成到电磁元件 内。
6. 根据权利要求2或3或4所述的燃料电池系统中电磁元件的节电驱动 装置，其特征在于，所述的电磁元件包括电磁阀。
全文摘要
本发明涉及燃料电池系统中电磁元件的节电驱动装置，包括节电驱动电路，该电路在电磁元件开启时，输出额定驱动电压给电磁元件，电磁元件开启后，输出略高于释放电压的维持电压给电磁元件。与现有技术相比，本发明可以显著提高系统效率，并且降低对环境的热污染，还可提高电磁元件的寿命，因为工作温度越低，线包寿命也就越长。
文档编号H01M8/04GK101154736SQ200610116809
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者珂 金, 顾志军 申请人:上海清能燃料电池技术有限公司