[發(fā)明專利]多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110895977.4
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113665363B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 韓國鵬;裴春興;王艷琴;汪星華;劉楠;趙麗麗;馮軒
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L50/71;B60L58/30;B60L58/40
• 代理公司: 北京新知遠方知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11397
• 代理人: 馬軍芳;張艷

本申請實施例提供了一種多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理方法及裝置，該方法包括：獲取混合動力系統(tǒng)的主狀態(tài)值；獲取混合動力系統(tǒng)在當前時刻的健康狀態(tài)值；主狀態(tài)值和健康狀態(tài)值表示不同時刻混合動力系統(tǒng)的供電狀態(tài)，供電狀態(tài)由混合動力系統(tǒng)中可對外供電的電池形成的供電拓撲結構確定；根據(jù)主狀態(tài)值與健康狀態(tài)值對應的兩種供電狀態(tài)，執(zhí)行與兩種供電狀態(tài)相對應的故障處理程序，并根據(jù)故障處理程序對旁路隔離開關進行控制。本技術方案根據(jù)主狀態(tài)值與健康狀態(tài)值對應的兩種供電狀態(tài)，執(zhí)行相對應的故障處理程序，并對旁路隔離開關進行控制以實現(xiàn)故障管理，可有效提高混合動力系統(tǒng)的供電可靠性。

技術領域

本申請涉及電池能源管理技術領域，具體地，涉及一種多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理方法及裝置。

背景技術

軌道車輛動力系統(tǒng)常采用燃料電池/動力電池構成的電電混合動力系統(tǒng)。相比于汽車，軌道車輛混合動力系統(tǒng)所需功率大，一般采用定制開發(fā)的大功率燃料電池系統(tǒng)，成本高昂且技術成熟度低；而小功率燃料電池盡管技術成熟、可選擇性強，但由于單機功率低，無法在軌道車輛上直接應用。

現(xiàn)有軌道車輛的混合動力系統(tǒng)主要采用大功率燃料電池進行簡單并聯(lián)供電，如圖1所示。該方案中每個大功率燃料電池均通過DC/DC模塊連接到直流母線，動力電池采用直掛母線的方式。采用大功率燃料電池簡單并聯(lián)的混合動力系統(tǒng)供電方案，由于單個燃料電池功率需求大，一般需要定制化開發(fā)，成本高昂；受燃料電池工作特性的影響，當車輛需求功率較小時，大功率燃料電池處在效率低點，不利于系統(tǒng)效率的提升；由于系統(tǒng)中燃料電池數(shù)量少，燃料電池系統(tǒng)對外接口往往只有一個，當動力電池出現(xiàn)故障或燃料電池出現(xiàn)故障時，要么只能繼續(xù)以仍處于正常狀態(tài)的動力電池或燃料電池繼續(xù)工作，要么將直接導致系統(tǒng)停機，其容錯能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供一種多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理方法及裝置，以解決上述技術問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理方法，所述混合動力系統(tǒng)包括動力電池和燃料電池系統(tǒng)，所述燃料電池系統(tǒng)包括至少兩個并聯(lián)的支路，每個支路中串聯(lián)有至少兩個燃料電池，各支路分別通過一DC/DC模塊連接到直流母線，所述動力電池連接到所述直流母線；每個燃料電池的兩端并聯(lián)有旁路隔離開關，所述旁路隔離開關用于將燃料電池接入到所述燃料電池系統(tǒng)中進行供電或將燃料電池從所述燃料電池系統(tǒng)中切除；所述方法包括：獲取混合動力系統(tǒng)的主狀態(tài)值；獲取混合動力系統(tǒng)在當前時刻的健康狀態(tài)值；所述主狀態(tài)值和所述健康狀態(tài)值表示不同時刻混合動力系統(tǒng)的供電狀態(tài)，所述供電狀態(tài)由所述混合動力系統(tǒng)中可對外供電的電池形成的供電拓撲結構確定；根據(jù)所述主狀態(tài)值與所述健康狀態(tài)值對應的兩種供電狀態(tài)，執(zhí)行與所述兩種供電狀態(tài)相對應的故障處理程序，并根據(jù)所述故障處理程序對所述旁路隔離開關進行控制。

第二方面，本申請實施例提供了一種多燃料電池的混合動力系統(tǒng)的故障管理裝置，所述混合動力系統(tǒng)包括動力電池和燃料電池系統(tǒng)，所述燃料電池系統(tǒng)包括至少兩個并聯(lián)的支路，每個支路中串聯(lián)有至少兩個燃料電池，各支路分別通過一DC/DC模塊連接到直流母線，所述動力電池連接到所述直流母線；每個燃料電池的兩端并聯(lián)有旁路隔離開關，所述旁路隔離開關用于將燃料電池接入到所述燃料電池系統(tǒng)中進行供電或將燃料電池從所述燃料電池系統(tǒng)中切除；所述裝置包括：狀態(tài)值獲取模塊，用于獲取混合動力系統(tǒng)的主狀態(tài)值，以及獲取混合動力系統(tǒng)在當前時刻的健康狀態(tài)值；所述主狀態(tài)值和所述健康狀態(tài)值表示不同時刻混合動力系統(tǒng)的供電狀態(tài)，所述供電狀態(tài)由所述混合動力系統(tǒng)中可對外供電的電池形成的供電拓撲結構確定；故障管理模塊，用于根據(jù)所述主狀態(tài)值與所述健康狀態(tài)值對應的兩種供電狀態(tài)，執(zhí)行與所述兩種供電狀態(tài)相對應的故障處理程序，并根據(jù)所述故障處理程序對所述旁路隔離開關進行控制。