一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动系统及方法

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动系统及方法。

背景技术

瓶阀(On-Tank Valve，OTV)广泛应用于氢能源汽车等行业，其准确性及可靠性决定控制的实时性和准确性，关系到系统的正常运行和安全。OTV需要大电流强激启动，而启动后仅需较小电流即可维持启动状态。氢能源汽车采用多个高压储氢气瓶集群并联为燃料电池发电机提供氢气。目前多采用双电源驱动集群OTV，各个OTV驱动单元直接并联连接于额定电源两端，采用高电压的电源强激启动OTV，采用低电压的电源维持OTV启动状态，导致系统结构复杂，双电源利用率低，不能实现能量的回收利用，OTV动态响应特性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动方法，以解决现有系统结构复杂，OTV动态响应特性差的问题。

为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动系统，由馈能单元、多组并联的OTV驱动单元及直流电源组成，所述馈能单元由馈能电容C

进一步地，本发明还公开了一种所述的OTV驱动系统的一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动方法，所述多组并联的OTV驱动单元的第N组的OTV驱动单元，当第N瓶阀OTV#N为续流模态时，第N驱动开关管Q

进一步地，本发明还公开了一种所述的OTV驱动系统的一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动方法，所述多组并联的OTV驱动单元的第N组的OTV驱动单元，当第N瓶阀OTV#N为启动模态时，馈能单元的馈能电容C

进一步地，本发明还公开了一种所述的OTV驱动系统的一种高压储氢气瓶集群馈能式的OTV驱动方法，所述多组并联的OTV驱动单元的第N组的OTV驱动单元，当第N瓶阀OTV#N为直流电源直接驱动的模态时，馈能开关管Q

进一步地，本发明所述的OTV驱动方法，所述OTV驱动单元，当OTV驱动系统内存在OTV驱动单元为启动模态时，不允许其他OTV驱动单元为直流电源直接驱动模态；当OTV驱动系统内存在OTV驱动单元为启动模态时，不允许其他OTV驱动单元为续流模态。

进一步地，本发明所述的OTV驱动方法，所述OTV驱动单元，当OTV驱动系统内存在多个OTV驱动单元同时为启动模态时，馈能单元的馈能电容C

进一步地，本发明所述的OTV驱动方法，所述OTV驱动单元，当OTV驱动系统内存在多个OTV驱动单元同时为续流模态时，OTV驱动单元的释放电能同时存储于馈能单元的馈能电容C

有益效果

本发明利用单电源通过馈能单元驱动并联集群OTV，利用单电源实现高电压强激启动OTV及低电压维持OTV启动状态，多组OTV驱动单元并联共用一组馈能单元，系统结构简单，易于扩展，采用单电源实现高电压强激启动OTV，实现OTV释放能量的重复利用，并提高了动态响应特性。低电压维持OTV启动状态，OTV驱动单元易于扩展。

附图说明

图1为本发明的一种高压储氢气瓶集群馈能式OTV驱动系统的拓扑图

图2为本发明的OTV启动模态示意图

图3为本发明的OTV直流电源直接驱动模态示意图

图4为本发明的OTV续流模态示意图

图5为本发明的OTV电流仿真波形图

标号说明：u

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明的一种高压储氢气瓶集群馈能式OTV驱动系统的拓扑如图1所示，由馈能单元、多组并联的OTV驱动单元及直流电源组成；馈能单元由馈能电容C

如图2所示，当第N瓶阀OTV#N为启动模态时，当第N瓶阀OTV#N为启动模态时，馈能开关管Q

如图3所示，当OTV为直流电源直接驱动模态时，馈能开关管Q

如图4所示，当第N瓶阀OTV#N为续流模态时，第N驱动开关管Q

本发明在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真实验，直流电源电压为24V，设置OTV负载启动电流为4A，维持电流为2.8A，OTV电流仿真波形如图5所示，在0.14s仿真时刻启动，本发明的OTV电流及采用传统方案驱动方式的OTV电流迅速上升。在0.152s仿真时刻开始关闭，电流迅速下降。本发明的OTV电流从0A上升到4A需要的时间为1.108ms，从2.8A下降到0A需要的时间为133.257μs。采用传统方案驱动方式的OTV电流从0A上升到4A需要的时间为1.477ms，从2.8A下降到0A需要的时间为1.363ms，验证了本发明的有效性。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。