本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路。
背景技术：
随着我国经济社会的飞速发展，人民的生活水平不断提高，大家的出行方式也在悄然发生着变化，汽车保有量在不断的攀升。汽车数量的增加，方便了出行，但是随之而来的是环境污染和不可再生的能源的不断消耗。大力发展新能源汽车替代燃油车，不但有利于减少汽车尾气的排放、防治大气污染又能减少不可再生能源的消耗，而且对推动我国从汽车大国向汽车强国的转变具有重大意义。氢燃料电池对环境无污染，氢燃料电池是使用氢这种化学元素，它是通过化学反应生成能量和水，而不是燃烧(汽油、燃油)或储能(蓄电池)的方式转换能量，所以不会产生cox、nox、sox气体和粉尘等污染物。正常情况下氢燃料电池只会产生水和热，氢燃料电池运行无噪声，产生的声音大小大约只有55db(人们正常交谈的声音大小)，相比同用途传统发动机燃料的效率可高出20％-30％，不同与传统的发动机，氢燃料电池通过化学反应将化学能转换成电能，而发动需要经过热能和机械能的中间转换。氢技术已经进入商业化前期阶段，但是仍面临一系列技术经济瓶颈，如：现阶段氢的主要来源是催化重整、工业副产物和生物制氢等存在co2的排放问题；固态储氢和有机氢化物液态储氢等技术仍处于研发阶段，氢燃料电池进入商业化，成本在不断的下降但是寿命和可靠性等仍在提高。
现有的氢燃料电池在停机以后dc/dc停止工作,不需要电堆继续提供电能，但是电堆中会有残余的能量，电堆输出电压不能立刻降为零或安全电压。燃料电池停机后，开路电压容易引起催化剂碳载体氧化腐蚀，造成电堆性能衰减和寿命缩短。直接停机过程中，电堆维持在开路电压的时间过长，这主要由于电堆停机后残留在样机侧的氢气所引起，所以在停机后迅速消耗掉残留在样机侧的氢气对于缩短开路电压时间和提高电堆寿命显得有为重要，通常电堆中的电能将通过dc/dc内部大功率泄放电阻来释放。为了达到快速放电、保护电堆，需要快速的将电堆中残存的能量消耗掉，然而通过dc/dc内部泄放电阻放电速度比较慢、功率比较大、体积也比较大，增加了dc/dc的整体质量。
技术实现要素：
本实用新型实施例的目的在于提供一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，能够快速放电，保护电堆，减小电路整体的体积及重量。
本实用新型实施例是这样实现的：
一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，包括：电堆、dc/dc、前端ptc接触器开关和ptc，电堆的两输出端分别连接dc/dc的两输入端，前端ptc接触器开关和ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在电堆的两输出端之间，通过控制前端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与电堆的两输出端电连接。
所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，还包括泄放电阻及泄放电阻接触器开关，泄放电阻接触器开关与泄放电阻串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输入端之间。
所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，还包括后端ptc接触器开关，其与ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输出端之间，通过控制后端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与dc/dc的两输出端电连接。
本实用新型实施例通过增加一个接触器开关，通过增加的接触器来控制车辆自带的ptc，停机后对电堆剩残余能量的进行泄放，既节省了安装大功率泄放电阻的空间，又极大的缩短了电堆残余电量的泄放时间。实现快速放电，减轻了dc/dc的质量，并可以增长电堆的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型燃料电池电堆残余电量快速泄放电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：
如图1所示，一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，包括：电堆、dc/dc、前端ptc接触器开关(图中的k4)和ptc(ptc是电动汽车自带的ptc水暖加热器，利用电能加热防冻液，沿袭燃油汽车的制热系统，解决除霜和车厢取暖、电池保温等一系列问题)，电堆的两输出端分别连接dc/dc的两输入端，前端ptc接触器开关和ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在电堆的两输出端之间，通过控制前端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与电堆的两输出端电连接。当停机时，只需将k4闭合，将ptc直接连接到电堆的两输出端就可以实现电量的泄放。
所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，还包括泄放电阻及泄放电阻接触器开关(图中的k2)，泄放电阻接触器开关与泄放电阻串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输入端之间。当然，还可以在电堆和dc/dc之间增加一个接触器k1,灵活控制电堆和dc/dc之间的导通与关断。也可以通过控制k1和k2来使得泄放电阻参与停机之后的电量泄放。
所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，还包括后端ptc接触器开关(图中的k3)，其与ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输出端(图中的vout 和vout-)之间，通过控制后端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与dc/dc的两输出端电连接，达到快速放电的目的。
本实用新型中，停机dc/dc停止工作，闭合k1、k2接触器电堆剩余能量通过泄放电阻r释放，通过泄放电阻放电速度慢、功率大、体积大。本实用新型为了加快放电速度增加k4接触器，停机后闭合接触器k4，电堆剩余能量将通过ptc释放。
正常工作电堆输出188v，dc/dc输出540v，ptc功率8kw；
停机之后电堆大约还会有100库伦的电荷量；规定电堆在15秒之内放电到60v以下：
a、选用泄放电阻放电时：q＝cu→c＝0.53f
vt＝e(1-et/rc)→放电时间t＝r*c*in(e/(e-vt))
泄放电阻r＝74ω；瞬间功率p＝u2/r＝480w,那么，15秒放电到60v需要选用74ω/1kw的泄放电阻,选用1kw的泄放电阻，电阻的体积就会比较大(300mm*60*60)，成本比较高(100-200元)。
b、改用ptc放电时：ptc额定功率8kw，r＝u2/p＝36.45ω，放电时间t＝7.42s，瞬间放电功率p＝u2/r＝970w；
970w小于ptc额定功率8kw，而且放电时间大大缩短。ptc是车辆自带的水暖加热器，不需要额外增加费用。
由上可知，在一定体积和成本的前提下，ptc的放电时间相对于泄放电阻的放电时间大大缩短，通过增加一个接触器，通过增加的接触器来控制车辆自带的ptc，停机后对电堆剩残余能量的进行泄放，既节省了安装大功率泄放电阻的空间，又极大的缩短了电堆残余电量的泄放时间。实现快速放电，减轻了dc/dc的质量，并可以增长电堆的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，其特征在于，包括：电堆、dc/dc、前端ptc接触器开关和ptc，电堆的两输出端分别连接dc/dc的两输入端，前端ptc接触器开关和ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在电堆的两输出端之间，通过控制前端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与电堆的两输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，其特征在于：还包括泄放电阻及泄放电阻接触器开关，泄放电阻接触器开关与泄放电阻串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输入端之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池电堆残余电量快速泄放电路，其特征在于：还包括后端ptc接触器开关，其与ptc串联形成串联支路，该串联支路的两端跨接在dc/dc的两输出端之间，通过控制后端ptc接触器开关的导通，使ptc两端与dc/dc的两输出端电连接。
技术总结