[發明專利]功率控制方法及燃料電池控制系統

有效

• 申請號: 201980081102.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN113169358B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張潔;朱魯明;孫曉文
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 周初冬

1.一種功率控制方法，其特征在于，適用于燃料電池控制系統，所述燃料電池控制系統包括控制器，與所述控制器相連的DC-DC變換電路，與所述DC-DC變換電路和控制器連接的實時脈寬調制門級電路，所述DC-DC變換電路的輸入側與所述燃料電池連接，所述控制器包含雙閉環非線性控制單元，所述方法包括：

所述控制器實時采集燃料電池的電池輸出電壓、電池輸出電流、電池輸出功率、DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流；

將所述DC-DC變換電路的目標輸出電壓、所述電池輸出電壓、所述電池輸出電流、計算指令值、所述DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流作為雙閉環非線性控制模型的輸入，得到所述實時脈寬調制門級電路的控制指令值，其中，在所述雙閉環非線性控制單元中預先構建好雙閉環非線性控制模型，所述雙閉環非線性控制模型用于基于預設的控制策略，將輸入所述雙閉環非線性控制模型的輸入量進行處理，得到符合預設要求的輸出量；

所述實時脈寬調制門級電路基于所述控制指令值，對所述DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流進行調控，得到位于預設功率范圍內的電池輸出功率，所述預設功率范圍以ΔP/ΔI_m＝0所指示的功率確定，其中，ΔP為當前的電池輸出功率與前一次電池輸出功率的差值，ΔI_m為當前的電池輸出電流與前一次電池輸出電流的差值；

其中，基于所述ΔP和所述ΔI_m之間的比值，使用計算獲得所述計算指令值I_Fcm(k)；I_Fcm(k-1)為前一次計算得到的計算指令值，k_i為調節器參數，ΔI_Fcm為預設的電流的給定信號增量值，所述ΔI_Fcm基于所述ΔP和所述ΔI_m之間的比值進行取值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述DC-DC變換電路的目標輸出電壓、所述電池輸出電壓、所述電池輸出電流、計算指令值、所述DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流作為雙閉環非線性控制模型的輸入，得到所述實時脈寬調制門級電路的控制指令值，包括：

獲取所述目標輸出電壓減去所述DC-DC變換電路的輸出電壓后得到的差值，基于電壓環傳遞函數進行計算，得到電流控制指令值；

基于限值電流對所述電流控制指令值進行限幅，得到所述燃料電池輸入所述DC-DC變換電路中的目標電流值，其中，所述限值電流由基于所述DC-DC變換電路的輸出電流和電池輸出電壓，使用預設的非線性實時干預傳遞函數計算獲得；

獲取所述目標電流值與所述計算指令值的和，得到給定電流值；

獲取所述給定電流值減去輸出電流反饋值后得到的差值，得到所述實時脈寬調制門級電路的控制指令值，其中，所述輸出電流反饋值由基于所述DC-DC變換電路的輸出電流，使用預設的電流反饋傳遞函數計算獲得。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述實時脈寬調制門級電路基于所述控制指令值，對所述DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流進行調控，得到位于預設功率范圍內的電池輸出功率，包括：

所述實時脈寬調制門級電路基于所述控制指令值，對所述DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流進行調控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔI_m≤0+a所指示的預設功率范圍內的電池輸出功率，a為大于等于0的實數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：

當所述ΔP/ΔI_m0+a或者ΔP/ΔI_m0-a時，向前級控制器發送預警信號，所述前級控制器至少包括整車控制器。