[發明專利]燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的系統及方法

有效

• 申請號: 202011467165.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112606710B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李昌泉;郝義國;高全勇
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B60L50/40
• 分類號: B60L50/40;B60L50/70;B60L50/60;B60L58/12;B60L58/30;B60L58/31;B60L7/10;B60L3/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 張毅

1.一種燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的方法，應用于整車，整車具有整車控制器，其特征在于：該方法基于燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的系統實現，該系統包括：雙輔助能量系統、燃料電池系統、功率分配系統、電機驅動系統和雙向DCDC控制器，所述雙輔助能量系統包括系統A和系統B，所述系統A由鋰離子電容或超級電容組成，系統B由鎳氫電池或鋰離子電池組成；燃料電池系統和系統A均配合雙向DCDC控制器使用；所述系統A和系統B均雙向電性連接功率分配系統，燃料電池系統單向電性連接于功率分配系統，所述功率分配系統單向電性連接于電機驅動系統；

該方法的工作原理如下：

系統B工作正常時，系統A的鋰離子電容或超級電容配合雙向DCDC控制器的工作參數是由整車控制器依據當前雙系統的狀態設定的，即根據驅動或回饋以及SOC的狀態來設置充電或放電；

如果雙向DCDC控制器的輸出電壓值等于系統B的輸出電壓值，這時系統A和系統B之間既不充電也不放電；

如果燃料電池系統的輸出功率高于系統A的輸出功率和/或整車中的電機驅動系統處于制動狀態，母線上有能量需要回收儲存，系統A進入充電狀態，系統A的當前SOC值逐漸升高，系統A的充電電流設定值為系統A最大充電電流值，整車中的當前母線電壓高于雙向DCDC控制器的輸出電壓值時，給系統A充電；

當前母線電壓低于雙向DCDC控制器輸出電壓值，且高于系統B的部分能量時，給系統B充電，系統B的SOC值也會逐漸升高；系統A和系統B的SOC值同時升高，在系統A的SOC值首先達到系統A的上限限制值A1時，整車控制器控制雙向DCDC控制器的充電電流為零，停止對系統A充電，多余的能量用于給系統B充電，系統B的當前SOC值達到系統B的上限限制值B1時，整車控制器控制燃料電池系統進入怠速停機過程，停止對系統A和系統B進行充電；

如果電機驅動系統處于驅動狀態，需要系統A和/或系統B輸出能量，系統A和/或系統B的SOC值會慢慢降低，系統A的SOC值低于系統A的限制值A2或系統B的SOC值低于限制值B2時，整車控制器再次啟動燃料電池系統工作，其中，A2 A1，B2 B1；

如果系統A當前SOC值低于最佳SOC值A3且不斷減小時，或系統B的當前SOC值低于最佳SOC值B3且不斷減小時，整車控制器控制燃料電池系統加大輸出功率，對系統A或系統B進行充電，其中，A3 A2，B3 B2；

系統B工作異常時，系統A的鋰離子電容或超級電容配合雙向DCDC控制器工作在電壓輸出模式，整車控制器根據當前系統狀態設置雙向DCDC控制器的輸出電壓值來維持母線電壓，這時系統A在預設的SOC范圍內工作，如果燃料電池系統輸出功率高于系統A的輸出功率和/或電機驅動系統處于制動狀態，母線上有能量需要回收儲存，系統A進入充電狀態，如果系統A當前的SOC值超過系統A的上限限制值A1時，整車控制器控制燃料電池系統進入怠速停機過程，停止對系統A充電，如果電機驅動系統處于驅動狀態，需要系統A輸出能量，系統A的SOC會慢慢降低，系統A當前的SOC值低于上限限制值A2時，A2 A1，整車控制器再次啟動燃料電池系統工作；如果系統A當前SOC值向下限限制值減小時，整車控制器控制燃料電池系統加大輸出功率，對系統A進行充電；

系統A配合雙向DCDC控制器工作異常時，整車控制器根據系統狀態降功率工作，采用和上述系統B工作異常時相同的工作原理進行工作。

2.如權利要求1所述的一種燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的方法，其特征在于：系統B工作在電壓輸出模式。

3.如權利要求1所述的一種燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的方法，其特征在于：系統A的工作模式為電壓輸出模式、限流模式或限壓模式。

4.如權利要求1所述的一種燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的方法，其特征在于：系統A的工作限壓值、工作限流值由整車控制器能量管理分配計算后周期性設置。

5.如權利要求1所述的一種燃料電池輔助能量系統雙向DCDC實現輸出控制的方法，其特征在于：系統B的工作狀態分為正常工作和異常工作，系統B異常工作時，系統A工作在電壓輸出模式，系統B正常工作時，系統A工作在限壓模式或限流模式。