一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法，属于燃料电池技术领域。它解决了现有断流模式下DCDC变换器输入电流测量精度低等技术问题。本燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：控制方法流程开始，进入步骤S2；步骤S2：判断是否DCDC变换器进入断流模式；是，则进入步骤S5；否，则进入步骤S3；步骤S3：设置k＝0，进入步骤S4；步骤S4：控制方法流程结束；步骤S5：判断k是否大于1；是，进入步骤S7；否，进入步骤S6；步骤S6：设置k＝1，Ist[0|0]＝0，P[0|0]＝Q，进入步骤S7；步骤S7：读取输入电压Uin、输出电压Uout、脉宽调整周期Tpwm、脉宽调制占空比Duty，计算DCDC变换器平均输入电流Iavg[k

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法


[0001]本专利技术属于机械
，特别是一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法。

技术介绍

[0002]氢质子交换膜燃料电池因其效率高、无污染、运行温度低、低噪声等优点而被广泛应用于交通运输领域，尤其是公交车、物流车、重型卡车等。车载燃料电池系统输出功率必须满足整车动力系统功率需求，而车辆在城市道路工况行驶时，必然面临频繁启停等状态，那么燃料电池系统平均输出功率较低。燃料电池堆是通过DCDC变换器与动力系统连接的，当燃料电池系统平均输出功率较低时，燃料电池堆的平均输出功率也较低，DCDC变换器容易进入断流模式。当燃料电池系统执行停机吹扫过程时，燃料电池堆输出电流也较低，DCDC变换器也进入断流模式。当燃料电池系统进入间歇运转模式时，燃料电池堆输出电流也较低，DCDC变换器也进入断流模式。
[0003]当DCDC变换器进入断流模式时，DCDC变换器输入电流低，通过DCDC变换器输入端电流传感器测量的输入电流也容易产生偏差。具体来说，DCDC变换器输入端电流传感器测量的输入电流范围可达600安培，并且输入端电流传感器测量电流精度仅为1％(等效电流测量精度为
±
6安培)，而断流模式下DCDC变换器输入电流可能只有几安培，实际DCDC变换器输入电流有可能完全被传感器测量精度和噪声而淹没，因此在断流模式下，DCDC变换器输入电流控制精度很低且容易大幅波动。当燃料电池堆输出电流很低时，燃料电池堆输出电压接近于开路电压，此时燃料电池堆催化剂寿命快速衰减，加上燃料电池堆输出电流控制精度低，导致燃料电池容易形成循环波动电压，加速燃料电池堆催化剂寿命衰减过程。
[0004]针对上述问，提出了一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法，提高断流模式下DCDC变换器输入电流测量精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法，具有提高断流模式下DCDC变换器输入电流测量精度等优点。
[0006]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：控制方法流程开始，进入步骤S2；
[0008]步骤S2：判断是否DCDC变换器进入断流模式；如果是，则进入步骤S5；如果否，则进入步骤S3；
[0009]步骤S3：设置k＝0，进入步骤S4；
[0010]步骤S4：控制方法流程结束；
[0011]步骤S5：判断k是否大于1；如果是，则进入步骤S7；如果否，则进入步骤S6；
[0012]步骤S6：设置k＝1，Ist[0|0]＝0，P[0|0]＝Q，进入步骤S7；
[0013]步骤S7：读取DCDC变换器输入电压Uin、输出电压Uout、功率开关器件脉宽调整周
期Tpwm、功率开关器件脉宽调制占空比Duty，根据公式1计算DCDC变换器平均输入电流Iavg[k
‑
1]，进入步骤S8；
[0014]步骤S8：执行计算步骤：Ist[k|k
‑
1]＝A*Ist[k
‑
1|k
‑
1]+B*Iavg[k
‑
1]，进入步骤S9；
[0015]步骤S9：执行计算步骤：P[k|k
‑
1]＝A*P[k
‑
1|k
‑
1]*A+Q，进入步骤S10；
[0016]步骤S10：执行计算步骤：K[k]＝P[k|k
‑
1]/(P[k|k
‑
1]+R)，进入步骤S11；
[0017]步骤S11：执行计算步骤：Ist[k|k]＝Ist[k|k
‑
1]+K[k]*(Y[k]‑
Ist[k|k
‑
1])，将Ist[k|k]作为DCDC变换器输入电流估计值，进入步骤S12；
[0018]步骤S12：执行计算步骤：P[k|k]＝(1
‑
K[k])*P[k|k
‑
1]，进入步骤S13；
[0019]步骤S13：更新k＝k+1，进入步骤S2；
[0020]所述的公式1为：
[0021]Iavg＝Uout/(Uout
‑
Uin)*Duty*Tpwm*Uin*Duty/2。
[0022]所述的功率开关器件开关周期Tpwm：
[0023]Tpwm＝t3
‑
t0。
[0024]所述的第一时间段：
[0025]t1
‑
t0＝Duty*Tpwm。
[0026]所述的最大电流Imax第一计算公式：
[0027]Imax＝Uin*Duty*Tpwm。
[0028]所述的最大电流Imax第二计算公式：
[0029]Imax＝(Uout
‑
Uin)*(t2
‑
t1)。
[0030]所述的功率器件开关周期内DCDC变换器输入电流对时间积分Area：
[0031]Area＝(t1
‑
t0)*Imax/2+(t2
‑
t1)*Imax/2；
[0032]Area＝Duty*Tpwm*Uin*Duty*Tpwm/2+Uin*Duty*Tpwm/(Uout
‑
Uin)*Uin*Duty*Tpwm/2；
[0033]Area＝[1+Uin/(Uout
‑
Uin)]*Duty*Tpwm*Uin*Duty*Tpwm/2；
[0034]Area＝Uout/(Uout
‑
Uin)*Duty*Tpwm*Uin*Duty*Tpwm/2。
[0035]所述的功率器件开关周期内DCDC变换器平均输入电流Iavg：
[0036]Iavg＝Area/(t3
‑
t0)＝Area/Tpwm；
[0037]Iavg＝Uout/(Uout
‑
Uin)*Duty*Tpwm*Uin*Duty*Tpwm/2/Tpwm；
[0038]Iavg＝Uout/(Uout
‑
Uin)*Duty*Tpwm*Uin*Duty/2(公式1)。
[0039]所述的DCDC变换器输入电流状态估计方程：
[0040]Ist[k]＝A*Ist[k
‑
1]+B*Iavg[k
‑
1](公式2)；
[0041]Y[k]＝Isnr[k](公式3)。
[0042]所述的Ist为DCDC变换器输入电流估计值，Isnr为DCDC变换器输入电流传感器测量输入电流值，Y为状态方程测量值，k为离散系统时间片段编号(k≥1)，A、B为状态方程系数，Q为状态方程协方差，R为传感器测量噪声协方差。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：控制方法流程开始，进入步骤S2；步骤S2：判断是否DCDC变换器进入断流模式；如果是，则进入步骤S5；如果否，则进入步骤S3；步骤S3：设置k＝0，进入步骤S4；步骤S4：控制方法流程结束；步骤S5：判断k是否大于1；如果是，则进入步骤S7；如果否，则进入步骤S6；步骤S6：设置k＝1，Ist[0|0]＝0，P[0|0]＝Q，进入步骤S7；步骤S7：读取DCDC变换器输入电压Uin、输出电压Uout、功率开关器件脉宽调整周期Tpwm、功率开关器件脉宽调制占空比Duty，根据公式1计算DCDC变换器平均输入电流Iavg[k
‑
1]，进入步骤S8；步骤S8：执行计算步骤：Ist[k|k
‑
1]＝A*Ist[k
‑
1|k
‑
1]+B*Iavg[k
‑
1]，进入步骤S9；步骤S9：执行计算步骤：P[k|k
‑
1]＝A*P[k
‑
1|k
‑
1]*A+Q，进入步骤S10；步骤S10：执行计算步骤：K[k]＝P[k|k
‑
1]/(P[k|k
‑
1]+R)，进入步骤S11；步骤S11：执行计算步骤：Ist[k|k]＝Ist[k|k
‑
1]+K[k]*(Y[k]
‑
Ist[k|k
‑
1])，将Ist[k|k]作为DCDC变换器输入电流估计值，进入步骤S12；步骤S12：执行计算步骤：P[k|k]＝(1
‑
K[k])*P[k|k
‑
1]，进入步骤S13；步骤S13：更新k＝k+1，进入步骤S2；所述的公式1为：Iavg＝Uout/(Uout
‑
Uin)*Duty*Tpwm*Uin*Duty/2。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，所述的功率开关器件开关周期Tpwm：Tpwm＝t3
‑
t0。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，所述的第一时间段：t1
‑
t0＝Duty*Tpwm。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统DCDC变换器控制方法，其特征在于，所述的的最大电流Imax第一计算公式：Im...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大陆，童涛，邵龙飞，
申请(专利权)人：上海申风投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：