[發(fā)明專利]混合電池能源動(dòng)力系統(tǒng)及其能源分配控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910040422.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN109888415B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曦;許元武;吳肖龍;仲小博;趙東琦;陳孟婷;薛滔;鄧忠華;蔣建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)鄂州工業(yè)技術(shù)研究院;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H01M12/08
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種混合電池能源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，包括：

固體氧化物燃料電池系統(tǒng)、鋰電池組、功率變換器和能源管理控制器；

所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，與所述功率變換器連接，用于提供電源；

所述鋰電池組，與所述功率變換器并連，用于提供電源；

所述功率變換器，與所述能源管理控制器連接，用于抽取所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的輸出功率；

所述能源管理控制器，分別與所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)和鋰電池組連接，用于控制所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)和鋰電池組輸出電量，實(shí)現(xiàn)能源分配；

其中，所述能源管理控制器采樣相應(yīng)信號(hào)，通過能源管理算法得到輸入燃料流量值、輸入空氣流量值和功率變換器的輸入電流值，并將所述輸入電流值發(fā)送至所述功率變換器，將所述輸入燃料流量值和輸入空氣流量值，發(fā)送至所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)；

所述功率變換器，根據(jù)接收的輸入電流值，直接控制所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)和間接控制鋰電池組的輸出電量，實(shí)現(xiàn)能源的分配控制；

所述通過能源管理算法得到功率變換器輸入電流值，包括：

其中，為功率變換器輸入電流值；v_b為總線電壓；v_sofc為固體氧化物燃料電池輸出電壓；v_oc^*為總線電壓設(shè)定值；E_b為總線電壓誤差；α、K_l和K_R為控制器的增益；i_l^*為保持鋰電池荷電狀態(tài)和跟蹤負(fù)載電流；為負(fù)載電阻的估計(jì)值；β為估計(jì)器增益；R_l為負(fù)載電阻，負(fù)載電阻R_l有界，R_l∈[R_l,min,R_l,max]；為負(fù)載電流誤差；為負(fù)載電導(dǎo)估計(jì)值；G_l,min和G_l,max為G_l的最小和最大值；t為時(shí)間；

所述通過能源管理算法得到輸入燃料流量值、輸入空氣流量值，包括：

其中，F(xiàn)_H2為輸入燃料流量值，F(xiàn)_air為輸入空氣流量值，F(xiàn)_H2,min和F_H2,max為F_H2的最小和最大值；F_air,min和F_air,max為F_air的最小和最大值；U_d為燃料利用率設(shè)定值；K_cell為由固體氧化物燃料電池大小決定的增益；為功率變換器輸入電流值；和為的最小和最大值；T_sofc為固體氧化物燃料電池系統(tǒng)溫度；為固體氧化物燃料電池系統(tǒng)設(shè)定工作溫度；k_i為控制器積分增益；k_p為控制器比例增益；F為法拉第常數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池能源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述功率變換器，包括：

直流功率變換器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電池能源動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，包括：

空氣供應(yīng)子系統(tǒng)、燃料供應(yīng)子系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池、換熱器、燃燒室和高溫?zé)嵯洌?/p>

所述空氣供應(yīng)子系統(tǒng)，與所述換熱器連接，用于向所述固體氧化物燃料電池供應(yīng)空氣；

所述燃料供應(yīng)子系統(tǒng)，與所述換熱器連接，用于向所述固體氧化物燃料電池供應(yīng)燃料；

所述換熱器，與所述燃燒室連接，用于改變空氣和/或燃料的溫度；

所述燃燒室，與所述固體氧化物燃料電池連接，用于為未燃燒干凈的空氣和燃料提供繼續(xù)燃燒的場(chǎng)所；

所述固體氧化物燃料電池，與所述換熱器連接，用于接收空氣和燃料，并產(chǎn)生電能；

所述高溫?zé)嵯洌ㄟ^換熱器與所述空氣供應(yīng)子系統(tǒng)和燃料供應(yīng)子系統(tǒng)連接，用于盛裝所述固體氧化物燃料電池、換熱器和燃燒室。