[發(fā)明專利]增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)、方法及車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110362978.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113043848B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉銘;梁建英;徐磊;李艷昆;張文超;田慶;周卓敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L50/75;B60L53/24;B60L7/10;B60L58/12;B60L58/40
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

兩組或兩組以上的動力系統(tǒng)，每一組動力系統(tǒng)包括燃料電池單元、升壓電路和動力電池單元，所述燃料電池單元的輸出經(jīng)過升壓電路后與動力電池單元連接；相鄰組動力系統(tǒng)的燃料電池單元的輸出端之間連接開關(guān)元件；

控制單元，被配置為當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，選擇與其相鄰組的動力系統(tǒng)，并控制相應(yīng)的開關(guān)元件閉合，以實現(xiàn)相鄰組燃料電池單元為故障組的動力電池單元進(jìn)行充電或者為故障組牽引變流器輸出設(shè)定的功率；

當(dāng)?shù)谝粴鋭恿ο到y(tǒng)的第一燃料電池單元發(fā)生故障時，自動切除第一燃料電池單元；同時，確定第二氫動力系統(tǒng)為其相鄰組；閉合第一開關(guān)元件，此時，第二燃料電池單元能夠同時輸出給第一DC/DC電路和第二DC/DC電路，第二燃料電池單元的輸出功率為第一DC/DC電路的給定功率與第二DC/DC電路的給定功率之和；

當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，如果車輛處于牽引工況，則由故障組動力系統(tǒng)的動力電池單元和相鄰組燃料電池單元共同為故障組的牽引變流器提供所需功率；

當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，如果車輛處于勻速、惰行或停車工況，則由相鄰組的燃料電池單元為故障組的牽引變流器提供牽引供電，同時為故障組的動力電池單元和該相鄰組的動力電池單元進(jìn)行充電；

當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，如果車輛處于制動工況，則相鄰組的燃料電池單元降載為最小輸出功率，由再生制動反饋能量給動力電池單元充電。

2.如權(quán)利要求1所述的一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，每一組動力系統(tǒng)對應(yīng)一套牽引變流器；每一組動力系統(tǒng)中，動力電池單元的放電能力能夠至少滿足牽引變流器的功率需求。

3.如權(quán)利要求1所述的一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，相鄰組燃料電池單元的輸出功率等于相鄰組升壓電路的給定功率與故障組升壓電路的給定功率之和。

4.如權(quán)利要求3所述的一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，相鄰組升壓電路的給定功率和故障組升壓電路的給定功率分別依據(jù)與其連接的動力電池單元的 SOC大小確定。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，選擇與其相鄰組的動力系統(tǒng)時，如果與其相鄰的只有一組動力系統(tǒng)，則選擇該組作為相鄰組；如果與其相鄰的有兩組動力系統(tǒng)，則選擇兩組動力系統(tǒng)中動力電池SOC大的一組作為相鄰組。

6.一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制方法，所述故障控制方法采用如權(quán)利要求1-5任一項所述增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，選擇與其相鄰組的動力系統(tǒng)，并控制相鄰組動力系統(tǒng)的燃料電池單元為故障組的動力電池單元進(jìn)行充電。

7.如權(quán)利要求6所述的一種增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制方法，其特征在于，當(dāng)某一組動力系統(tǒng)的燃料電池單元故障時，如果車輛處于牽引工況，則由故障組動力系統(tǒng)的動力電池單元和相鄰組燃料電池單元共同為故障組的牽引變流器提供所需功率；

如果車輛處于勻速、惰行或停車工況，則由相鄰組的燃料電池單元為故障組的牽引變流器提供牽引供電，同時為故障組的動力電池單元和該相鄰組的動力電池單元進(jìn)行充電；

如果車輛處于制動工況，則相鄰組的燃料電池單元降載為最小輸出功率，由再生制動反饋能量給動力電池單元充電。

8.一種軌道交通車輛，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任一項所述的增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)；或者，采用權(quán)利要求6-7任一項所述的增程式燃料電池混合動力系統(tǒng)故障控制方法，實現(xiàn)對燃料電池單元的故障控制。