[發(fā)明專利]一種燃料電池動力系統及其控制方法

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• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113352947A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 王彥波
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司;濰柴新能源科技有限公司
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30;B60L58/40;B60L15/20
• 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

1.一種燃料電池動力系統，其特征在于，包括：

驅動電機、系統控制器、多個燃料電池、并聯協調模塊、DC/DC功率轉換器；

每個所述燃料電池的陰極和陽極分別與所述并聯協調模塊的一組輸入端連接；其中，所述并聯協調模塊的一組輸入端包括陰極和陽極，且陰極通過一個逆阻型IGBT與所述并聯協調模塊的正極連接，陽極與所述并聯協調模塊的負極連接；

所述并聯協調模塊的正極和負極分別與所述DC/DC功率轉換器的輸入端連接；

所述DC/DC功率轉換器的輸出端與所述驅動電機連接；

所述系統控制器分別與所述驅動電機、各個所述燃料電池、所述并聯協調模塊、所述DC/DC功率轉換器連接，用于控制驅動電機的輸出需求扭矩、根據需求功率設置所述燃料電池的電流和所述DC/DC功率轉換器的輸出功率、以及控制所述并聯協調模塊中的逆阻型IGBT。

2.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述系統控制器，包括：電機控制器、總成控制器以及燃料電池控制器；

其中，所述系統控制器分別與所述驅動電機、各個所述燃料電池以及并聯協調模塊連接，包括：

所述總成控制器分別與所述電機控制器和所述燃料電池控制器連接，用于將向電機控制器發(fā)送需求扭矩，以及向燃料電池控制器發(fā)送發(fā)電功率需求；

所述電機控制器的輸出端與所述驅動電機的輸入連接，輸入端與所述DC/DC功率轉換器的輸出端；

所述燃料電池控制器的輸出端分別連接各個所述燃料電池、所述并聯協調模塊以及所述DC/DC功率轉換器。

3.根據權利要求2所述的燃料電池動力系統，其特征在于，還包括動力電池；

所述動力電池并聯于所述DC/DC功率轉換器與所述電機控制器的連接電路上。

4.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述并聯協調模塊還包括多個泄放電路；

一個所述泄放電路的兩端分別連接于所述并聯協調模塊的一組所述輸入端的陰極和陽極。

5.根據權利要求1所述的燃料電池動力系統，其特征在于，所述并聯協調模塊還包括多個斷電器；

其中，并聯協調模塊的陽極與所述并聯協調模塊的負極連接，包括：

所述并聯協調模塊的每個陽極通過一個所述斷電器與所述并聯協調模塊的負極連接。

6.一種動力系統的控制方法，其特征在于，應用于燃料電池動力系統，所述燃料電池動力系統至少包括驅動電機、系統控制器、多個燃料電池、并聯協調模塊、DC/DC功率轉換器；每個所述燃料電池的陰極和陽極分別與所述并聯協調模塊的一組輸入端連接；所述并聯協調模塊的正極和負極分別與所述DC/DC功率轉換器連接；所述DC/DC功率轉換器的輸出端與所述驅動電機連接；所述系統控制器分別與所述驅動電機、各個所述燃料電池、所述并聯協調模塊、以及所述DC/DC功率轉換器連接；所述并聯協調模塊的一組輸入端包括陰極和陽極，且陰極通過一個逆阻型IGBT與所述并聯協調模塊的正極連接，陽極與所述并聯協調模塊的負極連接，所述動力控制方法，包括：

所述系統控制器獲取整車的需求扭矩以及需求功率，并根據所述需求扭矩控制所述驅動電機的輸出扭矩，以及根據所述需求功率設置各個所述燃料電池的設定電流以及設置所述DC/DC功率轉換器的輸出功率；

所述系統控制器控制各個所述逆阻型IGBT導通，并控制各個所述燃料電池在對應的操作條件下進行發(fā)電，以向所述DC/DC功率轉換器傳輸電能；其中，所述燃料電池對應的操作條件基于所述燃料電池對應的所述設定電流確定；

所述DC/DC功率轉換器將輸入的電能的功率轉換為設置的所述輸入功率輸出至所述驅動電機，以使所述驅動電機輸出所述需求扭矩。