用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置和方法制造方法及图纸

用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置,包括：DC/DC变换器用于将氢燃料电池输出的第一电压电源转化为第二电压电源作为氢燃料电池动力系统的输出电源，隔离采样模块监测第一电压电源和第二电压电源的电信号以获取第一电源采样数据和第二电源采样数据，参考功率计算模块依据第一电源采样数据和第二电源采样数据获取氢燃料电池动力系统在最大效率点时的实时参考功率，DSP控制模块依据实时参考功率向隔离MOS驱动模块发送功率输出电信号，隔离MOS驱动模块响应功率输出电信号输出PWM信号给DC/DC变换器，以控制DC/DC变换器按实时参考功率输出第二电压电源。由于保持DC/DC变换器工作在最大效率点，使得氢燃料电池动力系统的转换效率更高、更节能。

【技术实现步骤摘要】
用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置和方法
本专利技术涉及氢燃料电池汽车
，具体涉及一种用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置和方法。
技术介绍
节能减排一直都是汽车能源结构优化使用的基本原则，传统内燃机技术发展一百多年来，受卡若循环效率的限制和环保标准的日益严苛，内燃机逐渐退出历史舞台。动力化学电池（三元锂电池）存在能量密度和寿命的trade-off问题，氢燃料驱动技术开始成为未来高效清洁能源的发展趋势。氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。然而燃料电池汽车的普及应用在技术层面存在能量输出迟滞、高效负荷区间窄、不可用于能量回收等短板。然而燃料电池汽车的普及应用在技术层面存在能量输出迟滞、高效负荷区间窄、不可用于能量回收等短板。目前主流采用燃料电池+动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置,其特征在于，包括DSP控制模块、隔离MOS驱动模块、DC/DC变换器、隔离采样模块和参考功率计算模块；/n所述DC/DC变换器用于将氢燃料电池输出的第一电压电源转化为第二电压电源，并将所述第二电压电源作为所述氢燃料电池动力系统的输出电源；/n所述DSP控制模块用于向所述隔离MOS驱动模块发送第一功率输出电信号；/n所述隔离MOS驱动模块用于响应所述第一功率输出电信号输出第一PWM信号给所述DC/DC变换器，以控制所述DC/DC变换器按第一输出功率输出所述第二电压电源；/n所述隔离采样模块用于监测所述第一电压电源和所述第二电压电源的电信号，以分别...

【技术特征摘要】
1.一种用于氢燃料电池动力系统的功率输出控制装置,其特征在于，包括DSP控制模块、隔离MOS驱动模块、DC/DC变换器、隔离采样模块和参考功率计算模块；
所述DC/DC变换器用于将氢燃料电池输出的第一电压电源转化为第二电压电源，并将所述第二电压电源作为所述氢燃料电池动力系统的输出电源；
所述DSP控制模块用于向所述隔离MOS驱动模块发送第一功率输出电信号；
所述隔离MOS驱动模块用于响应所述第一功率输出电信号输出第一PWM信号给所述DC/DC变换器，以控制所述DC/DC变换器按第一输出功率输出所述第二电压电源；
所述隔离采样模块用于监测所述第一电压电源和所述第二电压电源的电信号，以分别获取第一电源采样数据和第二电源采样数据并发送给所述参考功率计算模块；
所述参考功率计算模块用于依据所述第一电源采样数据和第二电源采样数据获取所述氢燃料电池动力系统在最大效率点时的实时参考功率，并发送给所述DSP控制模块；
所述DSP控制模块还用于依据所述实时参考功率向所述隔离MOS驱动模块发送第二功率输出电信号；
所述隔离MOS驱动模块还用于响应所述第二功率输出电信号输出第二PWM信号给所述DC/DC变换器，以控制所述DC/DC变换器按所述实时参考功率输出所述第二电压电源。


2.如权利要求1所述的功率输出控制装置，其特征在于，所述第一电源采样数据包括在一预设时间段内按一预设采样周期获取的所述第一电压电源的辅助系统损耗功率PFC_loss序列和输出电压VFC序列；所述第二电源采样数据包括在所述预设时间段内按所述预设采样周期获取的所述第一电压电源的输出功率PDC序列；
所述参考功率计算模块用于依据所述第一电源采样数据和第二电源采样数据获取所述氢燃料电池动力系统最大效率点时的实时参考功率并发送给所述DSP控制模块，包括：
所述参考功率计算模块将所述辅助系统损耗功率PFC_loss序列、所述输出电压VFC序列和所述输出功率PDC序列按采样顺序依次输入所述氢燃料电池动力系统的转换效率ηFC公式，以获取所述转换效率ηFC与所述第一电压电源的输出功率PFC间的ηFC-PFC函数曲线图；
依据所述ηFC-PFC函曲线图获取ηFC-PFC拟合公式；
依据所述ηFC-PFC拟合公式获取所述ηFC-PFC函曲线图的最佳效率点，并将所述最佳效率点所对应的PFC输出功率作为所述实时参考功率输出给所述DSP控制模块。


3.如权利要求2所述的功率输出控制装置，其特征在于，所述转换效率ηFC公式为：
ηFC=(VFC/-ΔH×2mF)×(PDC-PFC_loss)/PFC×ηf×100%；
其中，VFC为所述第一电压电源的输出电压；
PFC_loss为辅助系统损耗功率；
PFC为所述第一电压电源的输出功率；
PDC为所述第二电压电源的输出功率；
m为氢燃料电池的电池单片的个数；
ΔH为单位氢气完全燃烧所释放能量常数，F为法拉第常量，ηf为燃料利用效率常数。


4.如权利要求2所述的功率输出控制装置，其特征在于，所述ηFC-PFC拟合公式为：
ηFC=a0+a1PFC+a2PFC2+a3PFC3，
其中，a0、a1、a2和a3为ηFC-PFC拟合公式的多项式系数，ηFC所述氢燃料电池的转换效率，PFC输出功率。


5.如权利要求4所述的功率输出控制装置，其特征在于，所述依据所述ηFC-PFC函曲线图获取ηFC-PFC拟合公式，包括：
应用基于遗忘因子的递推最小二乘估计方法，对所述ηFC-P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文伟，张盛明，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44