一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法，所述系统包括：燃料电池管理单元、整车控制器、动力电池管理单元和电机控制器，所述动力电池管理单元、电机控制器和燃料电池管理单元分别与整车控制器连接；本发明专利技术的整车控制器根据电机母线电压、电机母线电流控制燃料电池在一定程度上跟随整车电机功率；监控SOC并动态调整燃料电池运行功率，保证动力电池不过充、不过放，使得SOC维持在一个最佳寿命工作区间，延长动力电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法
本专利技术属于汽车电池
，具体涉及一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法。
技术介绍
随着燃料电池车型的不断推广，燃料电池的控制策略也在不断发展完善。SOC(“stateofcharge”)在电池行业，SOC指的是荷电状态。一般维持动力电池SOC处于最佳工作区间(一般处于“30—85”范围内)，能够提高电池的使用寿命。过去通常采用燃料电池恒功率运行的控制策略，无法满足不同工况下整车放电功率不断变化的需求，会存在一直给动力电池充电或动力电池一直在放电的情形，长期下去会严重影响动力电池的寿命。目前的燃料电池功率控制系统仅通过控制器自主控制其运行功率的策略，缺乏与动力电池等整车部件的深入交互，更没有考虑整车的功率需求变化，无法很好地实现与整车部件协同工作。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法，以解决上述技术问题。第一方面，本专利技术提供一种车用燃料电池运行功率控制系统，包括：燃料电池管理单元、整车控制器、动力电池管理单元和电机控制器，所述动力电池管理单元、电机控制器和燃料电池管理单元分别与整车控制器连接；所述动力电池管理单元用于输出SOC信号；所述电机控制器用于输出电机母线电压和电机母线电流；所述燃料电池管理单元用于输出燃料电池的故障信号，并能控制燃料电池运行功率；所述整车控制器用于获取车速信号和燃料电池开启信号，接收所述动力电池管理单元、所述电机控制器和燃料电池管理单元发送的信号，计算汽车的电机功率，并且发送控制信号给燃料电池和动力电池。进一步的，所述动力电池管理单元还用于输出动力故障信号；所述整车控制器还用于根据所述动力电池故障信号发送燃料电池停机信号；所述整车控制器还用于根据所述燃料电池故障信号发送燃料电池停机信号。进一步的，所述动力电池管理单元还用于输出动力电池允许充电功率；所述燃料电池管理单元还用于输出燃料电池的最大允许功率；所述整车控制器还用于发送信号调整燃料电池运行功率低于动力电池允许充电功率和燃料电池的最大允许功率。第二方面，本专利技术提供一种车用燃料电池运行功率控制方法，包括：整车控制器采集燃料电池开启信号并监控动力电池的SOC值；调节SOC值在安全范围之间；获取汽车的车速，根据车速判断汽车的运行状态：若汽车处于行驶状态，则利用电机母线电压和电机母线电流计算电机功率，并控制燃料电池运行功率主动跟随电机功率。进一步的，所述调节SOC值在安全范围之间，包括：获取SOC的安全范围，将SOC值与所述安全范围进行对比：若SOC低于所述安全范围，则控制燃料电池提高运行功率；若SOC高于所述安全范围，则控制燃料电池降低运行功率。进一步的，所述方法还包括：调整燃料电池运行功率低于动力电池允许充电功率和燃料电池的最大允许功率。进一步的，所述方法还包括：监控动力电池是否发生故障：若是，则控制燃料电池停机。进一步的，所述方法还包括：监控燃料电池的是否发生故障：若是，则控制燃料电池停机。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的一种车用燃料电池运行功率控制系统及方法，整车控制器根据电机母线电压、电机母线电流计算得到整车电机功率，控制燃料电池在一定程度上跟随整车电机功率，使得整车可以很好地适应各种工况；实时监控SOC并动态调整燃料电池运行功率，保证动力电池不过充、不过放，使得SOC维持在一个最佳寿命工作区间，延长动力电池寿命；同时根据燃料电池效率，不断调节燃料电池运行功率，提高整体效率，避免燃料电池频繁启停，延长燃料电池的寿命；同时考虑动力电池允许充电功率、燃料电池最大允许功率，控制燃料电池运行功率不超过上述任何限值，进一步保护动力电池和燃料电池。此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例的系统的结构示意图。图2是本专利技术一个实施例的方法的示意性流程框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例1如图1所示，本实施例提供一种车用燃料电池运行功率控制系统，一种车用燃料电池运行功率控制系统，包括：燃料电池管理单元、整车控制器、动力电池管理单元和电机控制器，所述动力电池管理单元、电机控制器和燃料电池管理单元分别与整车控制器连接；整车上电后，整车控制器采集燃料电池开启信号，并监控动力电池SOC，决策是否需要控制燃料电池开启，所述整车控制器用获取车速信号，若车速大于零，则汽车处于行车状态，否则汽车处于停车状态。根据汽车状态做出如下操作：当汽车处于停车状态时，所述动力电池管理单元输出SOC信号，整车控制器根据SOC信号控制燃料电池运行功率的大小，进一步根据燃料电池效率实时调整；SOC低时，增加燃料电池运行功率，为动力电池补电；SOC高时，降低燃料电池运行功率，避免动力电池SOC快速升高导致燃料电池强制关机，避免燃料电池频繁启停，保护燃料电池，延长使用寿命；本实施例可以维持动力电池SOC稳定在最佳寿命工作区间，保护动力电池。同时，依据燃料电池效率动态调整燃料电池运行功率，提高运行过程中的整体效率；当汽车处于行车状态时，行车时，整车控制器根据电机母线电压、电机母线电流，控制燃料电池运行功率一定程度主动跟随电机功率，然后根据电池SOC、燃料电池的效率对燃料电池运行功率进行动态优化调整。当SOC较低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用燃料电池运行功率控制系统，其特征在于，包括：燃料电池管理单元、整车控制器、动力电池管理单元和电机控制器，所述动力电池管理单元、电机控制器和燃料电池管理单元分别与整车控制器连接；/n所述动力电池管理单元用于输出SOC信号；/n所述电机控制器用于输出电机母线电压和电机母线电流；/n所述燃料电池管理单元用于输出燃料电池的故障信号，并能控制燃料电池运行功率；/n所述整车控制器用于获取车速信号和燃料电池开启信号，接收所述动力电池管理单元、所述电机控制器和燃料电池管理单元发送的信号，计算汽车的电机功率，并且发送控制信号给燃料电池和动力电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电池运行功率控制系统，其特征在于，包括：燃料电池管理单元、整车控制器、动力电池管理单元和电机控制器，所述动力电池管理单元、电机控制器和燃料电池管理单元分别与整车控制器连接；
所述动力电池管理单元用于输出SOC信号；
所述电机控制器用于输出电机母线电压和电机母线电流；
所述燃料电池管理单元用于输出燃料电池的故障信号，并能控制燃料电池运行功率；
所述整车控制器用于获取车速信号和燃料电池开启信号，接收所述动力电池管理单元、所述电机控制器和燃料电池管理单元发送的信号，计算汽车的电机功率，并且发送控制信号给燃料电池和动力电池。


2.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池运行功率控制系统，其特征在于，
所述动力电池管理单元还用于输出动力故障信号；
所述整车控制器还用于根据所述动力电池故障信号发送燃料电池停机信号；
所述整车控制器还用于根据所述燃料电池故障信号发送燃料电池停机信号。


3.根据权利要求1所述的一种车用燃料电池运行功率控制系统，其特征在于，
所述动力电池管理单元还用于输出动力电池允许充电功率；
所述燃料电池管理单元还用于输出燃料电池的最大允许功率；
所述整车控制器还用于发送信号调整燃料电池运行功率低于动力电池允许充电功率和燃料电池的最大允许功率。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤玉，张绍楠，毕研坤，刘国庆，崔红雨，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37