完全消纳高频功率波动的电池电源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种完全消纳高频功率波动的电池电源系统及其控制方法，属于电池电源系统技术领域。所述电池电源系统包括：燃料电池，所述燃料电池的两端与直流母线连接；锂电池，所述锂电池的两端与所述直流母线连接；本发明专利技术将燃料电池作为主能量源，锂电池作为能量缓冲器，超级电容组作为能力的响应器，通过DC/DC变换电路以配合超级电容组存储或释放直流母线上的能量；采用闭环控制DC/DC变换电路，能够实现直流母线的稳压，且不需要对超级电容组的荷电状态进行控制，大大提高了该电池电源系统的可靠性；此外，高频功率波动完全由超级电容组消纳，保障了锂电池和燃料电池工作的平稳性。稳性。稳性。

【技术实现步骤摘要】
完全消纳高频功率波动的电池电源系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电池电源系统
，具体地涉及一种完全消纳高频功率波动的电池电源系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。燃料电池常用于新能源汽车，以作为新能源汽车的动力电池，现有的燃料电池电动汽车的混合供电系统由燃料电池、锂电池和超级电容组成。
[0003]目前，在燃料电池混合供电系统中，锂电池和燃料电池提供高频需求功率，则易造成母线电压频繁波动，影响系统的稳定性，因此一般由超级电容提供需求功率中的高频部分。此外，在超级电容的荷电状态较高或者较低时，不能提供高频功率，否则会导致母线电压的跳变，因此超级电容需要对荷电状态进行非线性控制。但是这种非线性控制方法控制精度低，无法完全实现母线电压的稳压，且还会有部分高频功率需要由锂电池和燃料电池出力，无法保证系统的稳定性。
[0004]本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术的上述方案具有控制精度，无法完全实现对母线电压的稳压的缺陷。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种完全消纳高频功率波动的电池电源系统，其特征在于，包括：燃料电池，所述燃料电池的两端与直流母线连接；锂电池，所述锂电池的两端与所述直流母线连接；DC/DC变换电路，所述DC/DC变换电路的一端与所述直流母线连接；超级电容组，与所述DC/DC变换电路连接，所述超级电容组与所述DC/DC变换电路用于配合对所述直流母线进行稳压控制以及存储或释放能量。2.根据权利要求1所述的电池电源系统，其特征在于，所述超级电容组包括第一电容和第二电容，所述第一电容与所述直流母线并联。3.根据权利要求2所述的电池电源系统，其特征在于，所述DC/DC变换电路包括：第一可控开关，一端与所述第一电容的一端连接；第二可控开关，一端与所述第一可控开关的另一端连接，另一端与所述第一电容的另一端连接；第一二极管，所述第一二极管的负极与所述第一可控开关的一端连接；第二二极管，所述第二二极管的正极与所述第二可控开关的另一端连接，所述第二二极管的负极与所述第一二极管的正极连接；第三可控开关，一端与所述第一二极管的负极连接；第四可控开关，一端与所述第三可控开关的另一端连接，另一端与所述第二二极管的正极连接；第三二极管，所述第三二极管的负极与所述第三可控开关的一端连接；第四二极管，所述第四二极管的正极与所述第四可控开关的另一端连接，所述第四二极管的负极与所述第三二极管的正极连接。4.根据权利3所述的电池电源系统，其特征在于，所述DC/DC变换电路还包括：变压器，所述变压器一端的其中一个端口与所述第一可控开关的另一端以及所述第一二极管的正极连接，所述变压器一端的另外一个端口与所述第四可控开关的一端以及所述第四二极管的负极连接；第五可控开关，一端与所述第二电容的一端连接，另一端与所述变压器另一端的其中一个端口连接；第六可控开关，一端与所述第五可控开关的另一端连接，另一端与所述第二电容的另一端连接；第五二极管，所述第五二极管的负极与所述第五可控开关的一端连接，所述第五二极管的正极与所述变压器另一端的其中一个端口连接；第六二极管，所述第六二极管的负极与所述第五二极管的正极连接，所述第六二极管的正极与所述第六可控开关的另一端连接；第七可控开关，一端与所述第五二极管的负极连接；第八可控开关，一端与所述第七可控开关的另一端以及所述变压器另一端的另外一个端口连接，另一端与所述第六二极管的正极连接；第七二极管，所述第七二极管的负极与所述第七可控开关的一端连接；第八二极管，所述第八二极管的负极与所述第七二极管的正极以及所述变压器另一端的另外一个端口连接。
5.根据权利要求1所述的电池电源系统，其特征在于，所述电池电源系统还包括两个DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的一端与所述直流母线连接，所述DC/DC变换器的另一端与所述燃料电池或者所述锂电池连接。6.根据权利要求3所述的电池电源系统，其特征在于，所述电池电源系统还包括控制器，所述控制器用于执行：获取直流母线的实时电压和基准电压；根据公式(1)计算所述直流母线的误差电压，σ＝UDC
‑
UDC
*
，
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，σ为所述直流母线的误差电压，UDC为所述实时电压，UDC
*
为所述基准电压；将所述误差电压输入至PI控制器中；将所述误差电压经所述PI控制器的输出与三角载波相交截，以获得一组互补的PWM驱动信号；判断所述误差电压是否大于零；在判断所述误差电压大于零的情况下，将一组互补的所述PWM驱动信号分别作为所述第一可控开关和所述第四可控开关、所述第二可控开关和所述第三可控开关的驱动信号；在判断所述误差电压小于零的情况下，将一组互补的所述PWM驱动信号分别作为所述第五可控开关和所述第八可控开关、所述第六可控开关和所述第七可控开关的驱动信号。7.一种完全消纳高频功率波动的电池电源系统的控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国建，吉祥，蔡华娟，杨彦辉，
申请(专利权)人：安徽锐能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：