一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体为一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统。

背景技术

近年来，随着环境污染问题越来越严重，防止环境污染，保护环境，维持生态平衡，已成为社会发展的一项重要举措，传统的石油能源早已无法满足现在的汽车工业的动力需求，性能优越的燃料电池被广泛认为是未来电动汽车能源方案的最佳选择，燃料电池是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料(如氢气、天然气等)和氧化剂中的化学能直接转化为电能的高效发电装置，可以持续发电，且生成物主要是水，基本上不排放有害气体，因此更加清洁环保，燃料电池汽车做到了真正意义上的零排放、零污染。

由于燃料电池系统动态响应慢，在启动、急加速、爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆要求，需要有一套能量存储系统来解决这个问题，同时解决燃料电池的低温启动、辅助高压供电问题，目前常用的能量存储系统主要是锂离子电容、超级电容、镍氢电池、锂离子电池或其中两者的组合，双辅助能量系统无论是在高压上电过程，还是在两个系统充放电能量管理控制上，都比独立的辅助能量系统要复杂的多，要合理控制双辅助能量系统中两个系统的高压电上电顺序以及两个系统的充放电能量转移，为此，我们提出一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统，包括氢离子电容系统A、镍氢电池系统B和燃料电池系统，所述氢离子电容系统A、镍氢电池系统B和燃料电池系统的输出端均连接有功率分配系统，所述功率分配系统的输出端与电机驱动系统连接，所述燃料电池系统由散热系统、空压机控制器和低温预热系统组成；

所述氢离子电容系统A由超级电容配合双向DCDC控制器组成，其中双向DCDC控制器的输出电压、充放电电流可控；

所述镍氢电池系统B是由镍氢电池组成，其中输出电压不可控；

高压上电控制系统，在高压上电时，整车控制器通过CAN通讯采集镍氢电池系统B的输出电压值Ubat，然后通过CAN通讯把Ubat传送给氢离子电容系统A中双向DCDC控制器，作为双向DCDC控制器的输出电压的设定值，启动双向DCDC控制器工作，设置双向DCDC控制器的充放电电流都为零，等待氢离子电容系统A中双向DCDC控制器输出电压稳定后，这时启动镍氢电池系统B输出电压，所述氢离子电容系统A和镍氢电池系统B在高压上电结束后，整车控制器根据当前动力系统状态可以实现氢离子电容系统A和镍氢电池系统B间的能量转移。

优选的，所述散热系统包括散热片和散热风扇，且散热片为铜材质。

优选的，所述低温预热系统由蓄热换热器和温度传感器组成。

优选的，所述空压机控制器采用Intelligent Core主控制器，配备标准型分控单元和变频分控单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该氢燃料电池动力系统高压上电控制系统，通过氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的输出电压值高于或低于镍氢电池系统B的输出电压，可以实现能量由氢离子电容系统A转移到镍氢电池系统B或由镍氢电池系统B转移到氢离子电容系统A，氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的充电电流和放电电流都为零，实现无充放电能量转移。

附图说明

图1为本发明一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统动力系统能量流向框图；

图2为本实用新一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统动力系统双辅助能量系统高压上电流程图；

图3为本发明双辅助能量系统间充放电流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种氢燃料电池动力系统高压上电控制系统，包括氢离子电容系统A、镍氢电池系统B和燃料电池系统，所述氢离子电容系统A、镍氢电池系统B和燃料电池系统的输出端均连接有功率分配系统，所述功率分配系统的输出端与电机驱动系统连接，所述燃料电池系统由散热系统、空压机控制器和低温预热系统组成，所述散热系统通过散热片和散热风扇组成，且散热片为铜材质，所述低温预热系统由的蓄热换热器和温度传感器组成，所述空压机控制器采用Intelligent Core主控制器，配备标准型分控单元和变频分控单元；

在双辅助能量系统中，氢离子电容系统A是由锂离子电容或超级电容配合双向DCDC控制器组成，镍氢电池系统B是由镍氢电池或锂离子电池组成，氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的输出电压、充放电电流可控，镍氢电池系统B的输出电压不可控；

在高压上电时，整车控制器通过CAN通讯采集镍氢电池系统B的输出电压值Ubat，然后通过CAN通讯把Ubat传送给氢离子电容系统A中双向DCDC控制器，作为双向DCDC控制器的输出电压的设定值，启动双向DCDC控制器工作，设置双向DCDC控制器的充放电电流都为零，等待氢离子电容系统A中双向DCDC控制器输出电压稳定后，这时启动镍氢电池系统B输出电压，由于两个系统的输出电压差接近为零，所以不存在电流冲击、充放电能量转移。接下来可以进行电驱动系统高压预充电；

两个系统在高压上电结束后，整车控制器根据当前动力系统状态可以实现氢离子电容系统A和镍氢电池系统B间的能量转移，如果氢离子电容系统A的当前SOC比较高，镍氢电池系统B的当前SOC比较低，通过氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的输出电压升高，同时设置允许放电电流值，氢离子电容系统A对镍氢电池系统B进行充电；如果镍氢电池系统B的当前SOC比较高，氢离子电容系统A的当前SOC比较低，通过氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的输出电压降低，同时设置允许充电电流值，镍氢电池系统B对氢离子电容系统A进行充电，通过氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的输出电压值高于或低于镍氢电池系统B的输出电压，可以实现能量由氢离子电容系统A转移到镍氢电池系统B或由镍氢电池系统B转移到氢离子电容系统A，氢离子电容系统A中双向DCDC控制器的充电电流和放电电流都为零，实现无充放电能量转移。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。