[發明專利]一種燃料電池動力系統及其控制方法、整車控制器、汽車

有效

• 申請號: 201811337736.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109204066B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 郭迪;歐陽明高;李建秋;徐梁飛;張欽國
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李紅爽;龍洪

1.一種燃料電池動力系統，其特征在于，包括整車控制器、燃料電池發動機、直流/直流DC/DC變換器、電機控制器、動力電池、旁路開關和防反充裝置，其中：

所述燃料電池發動機分別通過第一支路和第二支路與電機控制器相連接，所述第一支路包括DC/DC變換器，所述第二支路包括串聯連接的旁路開關和防反充裝置；動力電池與DC/DC變換器并聯連接在電機控制器的直流母線上；

所述整車控制器，用于根據車輛行駛狀態，控制所述旁路開關的開閉狀態；

所述整車控制器還用于：保存一平衡狀態集合，所述平衡狀態集合中包括多個平衡狀態，每個所述平衡狀態包括所述電機控制器的一個第一工作點及相對應的所述燃料電池發動機的一個第二工作點，所述電機控制器的第一工作點包括所述電機控制器的輸入電流與輸入電壓；所述燃料電池發動機的第二工作點包括所述燃料電池發動機的輸出電流與輸出電壓；

所述整車控制器還用于：當所述車輛的行駛速度逐漸增大時，調整所述電機控制器的第一工作點在所述保存的平衡狀態集合中向更大輸入電流且更低輸入電壓的平衡狀態移動；調整所述燃料電池發動機的第二工作點在所述保存的平衡狀態集合中向更大輸出電流且更低輸出電壓的平衡狀態移動。

2.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述整車控制器的根據車輛行駛狀態，控制所述旁路開關的開閉狀態，包括：

當所述車輛的行駛狀態為驅動狀態且行駛速度高于預設的第一速度閾值且在預設時長范圍內，所述車輛的速度變化率低于預設的速率變化率閾值時，控制所述旁路開關的狀態為閉合狀態。

3.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述整車控制器的根據車輛行駛狀態，控制所述旁路開關的開閉狀態，包括：

當所述車輛的行駛狀態為驅動狀態且行駛速度低于預設的第一速度閾值時，控制所述旁路開關的狀態為斷開狀態。

4.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述整車控制器的根據車輛行駛狀態，控制所述旁路開關的開閉狀態，包括：

當所述車輛行駛狀態為制動狀態時，控制所述旁路開關的狀態為斷開狀態。

5.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述整車控制器還用于：

當所述車輛的行駛速度逐漸增大且所述電機控制器的輸入電壓與所述燃料電池發動機的輸出電壓之間的差值小于或等于預設的電壓閾值時，繼續調整所述電機控制器的第一工作點在所述保存的平衡狀態集合中向更大輸入電流且更低輸入電壓的平衡狀態移動，并當所述電機控制器的輸入電壓低于所述燃料電池發動機的輸出電壓時，閉合所述旁路開關。

6.一種汽車，其特征在于，包括如權利要求1至5中任一項所述的燃料電池動力系統。

7.一種燃料電池動力系統的控制方法，其特征在于，所述燃料電池動力系統包括整車控制器、燃料電池發動機、DC/DC變換器、電機控制器、動力電池、旁路開關和防反充裝置，其中：所述燃料電池發動機分別通過第一支路和第二支路與電機控制器相連接，所述第一支路包括DC/DC變換器，所述第二支路包括串聯連接的旁路開關和防反充裝置；動力電池與DC/DC變換器并聯連接在電機控制器的直流母線上；

所述控制方法包括：

保存一平衡狀態集合，所述平衡狀態集合中包括多個平衡狀態，每個所述平衡狀態包括所述電機控制器的一個第一工作點及相對應的所述燃料電池發動機的一個第二工作點，所述電機控制器的第一工作點包括所述電機控制器的輸入電流與輸入電壓；所述燃料電池發動機的第二工作點包括所述燃料電池發動機的輸出電流與輸出電壓；

根據車輛行駛狀態，控制所述燃料電池發動機通過所述第一支路或所述第二支路與所述電機控制器相連接；

當所述車輛的行駛速度逐漸增大時，調整所述電機控制器的第一工作點在所述保存的平衡狀態集合中向更大輸入電流且更低輸入電壓的平衡狀態移動；調整所述燃料電池發動機的第二工作點在所述保存的平衡狀態集合中向更大輸出電流且更低輸出電壓的平衡狀態移動。

8.一種整車控制器，其特征在于，包括處理器及存儲器，其中：

所述處理器用于執行存儲器中存儲的燃料電池動力系統的控制程序，以實現如權利要求7所述的燃料電池動力系統的控制方法的步驟。