[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

本申請公開了一種燃料電池動力系統及其控制方法、整車控制器、汽車，所述燃料電池動力系統包括整車控制器、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。本申請通過根據車輛行駛狀態控制旁路開關的開閉狀態，降低了DC/DC變換器固有的能量轉換效率造成的整個動力系統的功率損失。

技術領域

本發明涉及但不限于汽車技術領域，尤其涉及一種燃料電池動力系統及其控制方法、整車控制器、汽車。

背景技術

燃料電池汽車由于具有高效率、零排放等優點，被認為是有希望替代內燃機汽車成為下一代公路運輸工具的新能源汽車。由于燃料電池通過限制輸出功率動態響應速度提高耐久性，現有的燃料電池動力系統普遍采用燃料電池發動機與動力電池組成混合動力源，向車輛附件系統、電機控制器等負載提供電力。

由于燃料電池發動機輸出電壓、動力電池開路電壓以及電機控制器輸入電壓三者之間存在較大差異，因此需要采用直流/直流(Direct Current/Direct Current，DC/DC)變換器對燃料電池發動機、動力電池、以及電機控制器進行電壓解耦和功率控制，從而達到優化燃料電池發動機工作狀態的目的。但是，DC/DC變換器存在固有的能量轉換效率，在大功率燃料電池發動機條件下，這種功率損失較為明顯，進而降低了燃料電池動力系統的經濟性。

發明內容

本發明實施例提供了一種燃料電池動力系統及其控制方法、整車控制器、汽車，能夠降低燃料電池動力系統的功率損失。

為了達到本發明目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種燃料電池動力系統，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。

在本發明的一實施例中，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。

在本發明的一實施例中，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所述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。

在本發明的一實施例中，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。

在本發明的一實施例中，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。

在本發明的一實施例中，所述整車控制器還用于：