[發明專利]一種燃料電池電動汽車電力耦合驅動系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201711309550.1
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108001275A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 荀倩;郭曉瑞;李祖欣;王燕鋒
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

燃料電池電動汽車電力耦合驅動系統及其控制方法，包括整車控制器、燃料電池系統、峰值電源、控制峰值電源充放電的電能轉換器、電機和電機驅動器、被電機帶動的傳動系統；電機驅動器，燃料電池系統和電能轉換器都連接在電力傳輸線上；整車控制器的信號輸入輸出端通過采集多種控制信號和狀態數據控制燃料電池系統、電能轉換器和電機驅動器。系統部件的設計是通過相應公式及大小關系計算得到，并且考慮了電機所需的功率輸出、燃料電池系統的額定功率和傳動系統的傳動比。基于該系統硬件提出的控制方法保證了峰值電源和燃料電池間的耦合效果，提高了燃料電池的壽命，并更好的解決了現有技術無法吸收汽車在減速制動時產生的二次能量的問題。

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，尤其涉及一種燃料電池電動汽車電力耦合驅動系統及其控制方法。

背景技術

傳統內燃機汽車是現代科技的最偉大的成就之一，滿足了人們的日常交通生活。然而，隨著汽車產業的發展，汽車保有量的增加已導致嚴重的環境污染和燃油資源問題，致使全球氣候變暖加劇。為解決上述問題，國家政府倡導高效，清潔，安全交通，許多汽車制造商大力發展電動汽車，使得可再生能源得到大力發展，電動汽車開始逐步代替傳動的內燃機汽車。燃料電池具有很高的儲能密度，在電能產生過程中無污染，被廣泛應用于電動汽車中。然而，燃料電池的輸出電壓較低，且隨著負載電流的變化，輸出電壓幅度變化較大；電動汽車在運行過程中，負載波動較大，因此會引起燃料電池輸出電壓變化較大。

若驅動系統僅用燃料電池供電，則系統動態性能較差。并且，燃料電池的功率密度較低，為達到峰值功率，滿足要求的燃料電池的體積和重量將會很大。此外，完成一個完整的駕駛循環，燃料電池承受大功率變化率的負載波動和長時間處在空載閑置狀態，引起燃料電池降級，降低其使用壽命。更重要的是，系統無法吸收汽車在減速制動時產生的二次能量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：設計一種通過增加峰值電源系統，并根據多參數信號數據設計燃料電池電動汽車主要部分，并通過控制方法實現峰值電源系統與燃料電池有效電力耦合，解決現有電動汽車運行負載波動較大且系統無法吸收汽車在減速制動時產生的二次能量問題的一種燃料電池電動汽車電力耦合驅動系統及其控制方法。

為了解決上述技術問題，本發明設計的燃料電池電動汽車電力耦合驅動系統包括整車控制器、燃料電池系統、峰值電源、控制峰值電源充放電的電能轉換器、電機和電機驅動器、被電機帶動的傳動系統；所述的電機驅動器，燃料電池系統和電能轉換器都連接在電力傳輸線上；所述的整車控制器的信號輸入端連接有加速踏板的牽引信號線、制動踏板的制動信號線、傳動系統中的轉速信號線、燃料電池功率信號線、峰值電源的峰值功率信號線；所述的整車控制器的信號輸出端通過電控制信號線連接到所述的燃料電池系統和電能轉換器，并且通過電機控制信號線連接電機驅動器。

作為一種優選：電機的功率需要同時滿足大于加速性能公式(1)Pt1的值、最高車速性能公式(2)Pt2的值和爬坡性能公式(3)Pt3的值；