[發明專利]燃料電池與鋰電池交互式供電的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201710196338.2
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106976405A
• 公開（公告）日: 2017-07-25
• 發明（設計）人: 梁波;吳鋼;裴大東;趙學兵;姚登杰
• 申請（專利權）人: 佛山索弗克氫能源有限公司;佛山市基源工業有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60R16/02
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所44250
• 代理人: 梁紅纓

1.一種燃料電池與鋰電池交互式供電的控制系統，包括液化丙烷瓶（1）、氣瓶壓力傳感器（2）、定壓閥（3）、電磁閥（4）及SOFC燃料電池電堆（5），所述氣瓶壓力傳感器（2）感應液化丙烷瓶（1）內丙烷燃料的壓力；其特征在于還包括SOFC工作開關（6）、鋰電池工作開關（7）、鋰電池充電開關（9）、鋰電池管理系統BMS（11）、鋰電池組（12）、燃料電池管理系統（13）及整車控制器VMS（14）；其中，所述液化丙烷瓶（1）內的丙烷燃料通過定壓閥（2）及電磁閥（4）為SOFC燃料電池電堆（5）提供反應所需燃氣；所述SOFC燃料電池電堆（5）的輸出端通過SOFC工作開關（6）向新能源車的驅動電機（10）輸出電能；所述SOFC工作開關（6）的輸出端通過鋰電池充電開關（9）與鋰電池管理系統BMS（11）電連接，所述鋰電池組（12）的充放電受鋰電池管理系統BMS（11）的控制；所述鋰電池組（12）的輸出端通過鋰電池工作開關（7）向新能源車的驅動電機（10）輸出電能；所述氣瓶壓力傳感器（2）、燃料電池管理系統（13）、鋰電池管理系統BMS（11）及新能源車的驅動電機（10）通過CAN 總線與整車控制器VMS（14）進行通信，所述整車控制器VMS （14）通過I/O 口向電磁閥（4）、SOFC工作開關（6）、鋰電池工作開關（7）及鋰電池充電開關（9）發出控制指令,從而控制驅動新能源車的驅動電機（10）整車行駛并管理整個動力系統，達到由整車控制器VMS（14）控制兩種電源交替作為電機驅動動力，或者共同向電機驅動提供動力。

2.根據權利要求1所述的燃料電池與鋰電池交互式供電的控制方法，其特征在于控制步驟如下：

整車控制器VMS（14）每隔t毫秒巡回偵測新能源車的驅動電機（10）的驅動功率、氣瓶壓力傳感器（2）、燃料電池管理系統（13）及鋰電池管理系統BMS（11）的信息，依據系統運行狀態，發出開關控制指令：

1）車輛熄火關機狀態下，整車控制器VMS（14）可有三種開關指令：

其一是，SOFC燃料電池電堆（5）及鋰電池組（12）均處在關機狀態，即SOFC工作開關（6）、鋰電池工作開關（7）、鋰電池充電開關（9）及電磁閥（4）均斷開；其二是，系統在靜止狀態，SOFC燃料電池電堆（5）在待機狀態，即SOFC工作開關（6）、鋰電池工作開關（7）及鋰電池充電開關（9）均斷開，電磁閥（4）接通；其三是，系統在靜止狀態，SOFC燃料電池電堆（5）通過鋰電池管理系統BMS（11）為鋰電池組（12）充電狀態，即鋰電池工作開關（7）斷開，SOFC工作開關（6）、鋰電池充電開關（9）及電磁閥（4）均接通；

2）車輛點火啟動狀態下，整車控制器VMS（14）可有兩開關指令：其一是，SOFC燃料電池電堆（5）及鋰電池組（12）均處在關機狀態，向燃料電池控制系統發出點火啟動；發出開關控制指令，鋰電池組（12）向新能源車的驅動電機（10）提供動力，即鋰電池工作開關（7）接通，SOFC工作開關（6）及鋰電池充電開關（9）均斷開，電磁閥（4）接通；其二是，SOFC燃料電池電堆（5）在待機狀態，發出SOFC燃料電池電堆（5）及鋰電池組（12）共同向新能源車的驅動電機（10）提供動力開關控制指令，即鋰電池工作開關（7）接通，鋰電池充電開關（9）斷開，SOFC工作開關（6）及電磁閥（4）接通；

3）當鋰電池組（12）的電荷量是新能源車的驅動電機（10）功率的70%以上，新能源車的驅動電機（10）驅動功率變化，整車控制器VMS（14）可有三開關指令:

其一是，新能源車的驅動電機（10）驅動功率需求低于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的80%，SOFC燃料電池電堆（5）獨立向新能源車的驅動電機（10）提供動力，同時通過鋰電池管理系統BMS（11）向鋰電池組（12）充電，即發出開關控制指令：鋰電池工作開關（7）斷開，SOFC工作開關（6）、鋰電池充電開關（9）及電磁閥（4）接通；其二是，新能源車的驅動電機（10）驅動功率需求大于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的95%，SOFC燃料電池電堆（5）及鋰電池組（12）共同向新能源車的驅動電機（10）提供動力，停止向鋰電池組（12）充電，即發出開關控制指令：鋰電池工作開關（7）、SOFC工作開關（6）及電磁閥（4）均接通，鋰電池充電開關（9）斷開；其三是，新能源車的驅動電機（10）的驅動功率需求大于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的80%，小于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的95%，整車控制器VMS（14）保持當前開關狀態不變；

4）鋰電池組（12）的電荷量在新能源車的驅動電機（10）的70%以下，新能源車的驅動電機（10）驅動功率變化，整車控制器VMS（14）可有兩開關指令:

其一是，新能源車的驅動電機（10）驅動功率需求大于等于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的95%，SOFC燃料電池電堆（5）及鋰電池組（12）共同向新能源車的驅動電機（10）提供動力，停止向鋰電池組（12）充電，即發出開關控制指令：鋰電池工作開關（7）接通，鋰電池充電開關（9）斷開，SOFC工作開關（6）及電磁閥（4）均接通；其二是，新能源車的驅動電機（10）驅動功率需求小于SOFC燃料電池電堆（5）的額定功率的95%，SOFC燃料電池電堆（5）向新能源車的驅動電機（10）提供動力，并通過鋰電池管理系統BMS（11）向鋰電池組（12）充電，即發出開關控制指令：鋰電池工作開關（7）斷開，鋰電池充電開關（9）、SOFC工作開關（6）及電磁閥（4）均接通；

整車控制器VMS（14）通過氣瓶壓力傳感器（2）偵測到液化丙烷瓶（1）內的丙烷燃料的壓力低于0.11MP，即發出鋰電池組（12）獨立向新能源車的驅動電機（10）提供動力，即開關控制指令：鋰電池工作開關（7）接通，鋰電池充電開關（9）、SOFC工作開關（6）及電磁閥（4）均斷開。