[發明專利]具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統的能量分配方法

有效

• 申請號: 201710274527.7
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107089148B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 杜玖玉;歐陽明高;李建秋;高明明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60L50/30
• 分類號: B60L50/30;B60L58/40;F16H33/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統的能量分配方法，屬于混合動力車輛技術領域。解決了現有的燃料電池混合動力系統電池由于頻繁充放電導致的容量衰減問題以及制動能量利用率低的問題。本發明有效的回收動力系統在剎車或減速階段的制動能量；此外，采用低通濾波器對驅動階段功率分配，能夠通過控制使動力電池在低頻域工作，能夠有效的降低動力電池容量衰減程度。本發明適用于電動汽車的儲能與能量分配。

技術領域

本發明屬于燃料電池汽車系統設計與控制技術領域。

背景技術

燃料電池混合動力汽車被認為是具有廣闊應用前景的新能源汽車動力系統，在經濟型以及排放方面具有較大的技術優勢。燃料電池混合動力系統以其無污染，控制操作方便，安全性可靠性高等技術有點已經得到廣泛關注。

由于燃料電池混合動力系統的動力電池存在容量衰減問題，使得動力系統純電續駛里程受限，進而使得系統運行成本逐漸增加；此外，在動力系統運行在制動或減速階段時存在制動能量，目前制動能量僅由動力電池回收，當電池剩余容量達到上限時，制動能量需要靠機械裝置損耗，導致能量利用率下降。

發明內容

本發明是為了解決現有的燃料電池混合動力系統電池由于頻繁充放電導致的容量衰減問題以及制動能量利用率低的問題，提出了一種具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統的能量分配方法。

本發明所述的具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統的能量分配方法，基于具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統實現，所述具有彈性儲能機構的燃料電池混合動力系統包括燃料電池系統1、燃料電池控制器2、單向DC/DC轉換器3、動力電池4、電池管理系統5、逆變器6、驅動電機7、離合器8、彈性儲能機構9、變速器10和整車控制單元11；

燃料電池系統1的電流信號輸出端與單向DC/DC轉換器3的電流信號輸入端連接，單向DC/DC轉換器3的電流輸出端與逆變器6的電流信號輸入端連接，逆變器6的電流信號輸入端同時與動力電池4的電流信號輸出端連接；

逆變器6的電流信號輸出端連接驅動電機7的驅動信號輸入端，驅動電機7的輸出軸與變速器10的輸入軸同軸連接，變速器10通過差速器12驅動汽車車輪；

彈性儲能機構9的軸承通過離合器8與變速器10傳動連接，整車控制單元11控制離合器8的開啟或閉合；整車控制單元11的充放電控制信號輸出端連接燃料電池控制器2的充放電控制信號輸入端，整車控制單元11的電池狀態信號輸入端連接燃料電池控制器2的電池狀態信號輸出端；燃料電池控制器2的放電功率控制信號輸出端連接燃料電池系統1的放電功率控制信號輸入端，燃料電池控制器2的燃料電池狀態信號輸入端連接燃料電池系統1的電池狀態信號輸出端；

整車控制單元11的轉換控制信號輸出與轉換狀態輸入端連接單向DC/DC轉換器3的轉換控制信號輸入與轉換狀態輸出端連接；

整車控制單元11的放電功率控制信號輸出端連接電池管理系統5的放電功率控制信號輸入端，整車控制單元11的動力電池狀態信號輸入端連接電池管理系統5的動力電池狀態信號輸出端；電池管理系統5的電能輸出控制信號輸出端連接動力電池4輸出開關控制信號輸入端，電池管理系統5的電池狀態信號輸入端連接動力電池4電能狀態輸出端；

驅動電機7的轉速和轉矩信號輸出端連接整車控制單元11的電機狀態信號輸入端；

整車控制單元11的逆變器轉換控制信號輸出端連接逆變器6的電流轉換控制信號輸入端；

整車控制單元11的儲能機構功率輸出控制信號輸出與儲能機構儲能狀態輸入端連接彈性儲能機構9的輸出控制輸入與儲能狀態輸出端；

整車控制單元11的變速器狀態輸入與變速器功率控制信號輸出端連接變速器10的狀態信號輸出與功率控制信號輸入端；