[發明專利]一種燃料電池氫能汽車電源系統及其管理方法

在審

• 申請號: 202011491888.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112590566A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 李昌泉;郝義國;魏永琪
• 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;B60L58/30;B60L15/20
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種燃料電池氫能汽車電源系統，其特征在于：包括中央控制單元、燃料電池、超級電容、驅動電機以及分別控制燃料電池、超級電容、驅動電機的燃料電池控制模塊、超級電容控制模塊和驅動電機控制模塊，燃料電池和驅動電機通過通電導線相連構成一閉合回路，超級電容與燃料電池并聯，料電池控制模塊、超級電容控制模塊和驅動電機控制模塊分別通過控制導線與燃料電池、超級電容、驅動電機相連，且中央控制單元同時與燃料電池控制模塊、超級電容控制模塊和驅動電機控制模塊通過控制導線相連，超級電容用于輔助燃料電池對驅動電機進行供電和回收驅動電機減速時產生的電能。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫能汽車電源系統，其特征在于：該電源系統還包括一加減速傳感器，加減速傳感器與中央控制單元通過相連，加減速傳感器用于感測氫能汽車的加速踏板以及剎車踏板的行程狀態，并將行程狀態的信號傳輸至中央控制單元。

3.根據權利要求2所述的一種燃料電池氫能汽車電源系統，其特征在于：所述中央控制單元根據加減速傳感器傳輸的行程狀態的信號判斷汽車所需的加減速狀態，并通過控制燃料電池控制模塊、超級電容控制模塊和驅動電機控制模塊對燃料電池、超級電容、驅動電機的狀態進行控制，從而實現對氫能汽車的加減速控制以及能量的回收。

4.一種基于上述權利要求3所述的燃料電池氫能汽車電源系統的管理方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1:加減速傳感器感測氫能汽車的加速踏板以及剎車踏板的行程狀態，并將感測到的行程狀態信號傳遞至中央控制單元；

S2：中央控制單元實時檢測加減速傳感器傳遞的行程狀態信號，判斷氫能汽車所需的加減速狀態，若中央控制單元氫能汽車處于加速狀態，則執行步驟S21，若中央控制單元氫能汽車處于減速狀態，則執行步驟S22，若中央控制單元氫能汽車處于保持原速行駛，則執行步驟S23；

S21：中央控制單元檢測級電容的電量狀態，若超級電容電量大于最低限度值，則中央控制單元控制燃料電池和超級電容同時對驅動電機進行供電，且提升制燃料電池的輸出功率，使氫能汽車快速提速，直至中央控制單元判斷不處于加速狀態；若超級電容電量小于或等于最低限度值，則中央控制單元僅控制燃料電池提高輸出功率，使氫能汽車提速，直至中央控制單元判斷不處于加速狀態；

S22：中央控制單元檢測級電容的電量狀態，若超級電容電量小于最高限度值，則中央控制單元控制燃料電池停止對驅動電機進行供電，使氫能汽車通過行駛阻力自然減速，同時中央控制單元控制超級電容處于電能回收狀態，回收驅動電機減速產生的電能，直至中央控制單元判斷不處于減速狀態；若超級電容電量大于最高限度值，則中央控制單元控制燃料電池和超級電容同時從閉合電路中斷開，使氫能汽車僅通過行駛阻力自然減速，直至中央控制單元判斷不處于減速狀態；

S23：中央控制單元檢測級電容的電量狀態，若超級電容電量大于最高限度值，則中央控制單元控制燃料電池減小輸出功率，并使超級電容對驅動電機供電，直至超級電容電量低于最高限度值；若超級電容電量小于最低限度值，則中央控制單元控制燃料電池增加輸出功率，使燃料電池在對驅動電機供電的同時對超級電容進行充電，直至其電量達到最佳電量值；若超級電容電量處于最低限度值和最低限度值之間時，則中央控制單元控制電源系統處于原狀態。

5.根據權利要求4所述的一種燃料電池氫能汽車電源系統的管理方法，其特征在于：超級電容電量的最低限度值為位于其總容量的20％-40％之間的一個定值，超級電容電量的最高限度值為其總容量的85％-98％之間的一個定值，超級電容的最佳電量值其總容量的55％-65％之間的一個定值。

6.根據權利要求4所述的一種燃料電池氫能汽車電源系統的管理方法，其特征在于：在步驟S23中，中央控制單元保持驅動電機總的輸入總功率保持不變。