一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法技术方案

本发明专利技术涉及氢能发电技术领域，尤其涉及一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法；包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法


[0001]本专利技术涉及氢能发电
，尤其涉及一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法
。

技术介绍

[0002]目前，氢能发电是氢能产业链中不可或缺的重要一环，并已在不同行业进行应用推广，氢能发电是指利用氢气和氧气燃烧，组成氢氧发电机组；氢气是通过一定的方法利用其他能源制取的一种不依赖化石燃料的储量丰富的可再生能源，氢气由于具有燃烧热值高
、
燃烧产物为水
、
不会污染环境等优点，所以氢能发电现在被大力发展，应用在各种领域中
。
[0003]氢能发电的主要方式是氢燃料电池，氢燃料电池是指利用氢和氧直接经过电化学反应而产生的电能的装置，氢燃料电池汽车相比于纯电动汽车，燃料加载时间短
、
续驶里程长，因此，燃料电池汽车被行业专家普遍认为是未来的最理想车型
。
然而燃料电池汽车的能量管理策略是影响其续航能力以及动力电池使用寿命的关键技术
。
[0004]现有技术
CN107264324B
公开了燃料电池汽车的能量控制方法
、
装置和燃料电池汽车，其能量控制方法包括以下步骤：
S1、
获取动力电池的
SOC
值；
S2、
根据所述动力电池的
SOC
值控制所述燃料电池汽车的工作模式；
S3、
根据所述燃料电池汽车的工作模式对燃料电池是否发电进行控制，并根据所述燃料电池汽车的工作模式确定驱动所述燃料电池汽车的方式，电池汽车的工作模式包括第一工作模式
、
第二工作模式和第三工作模式，第一工作模式下控制燃料电池发电，并通过燃料电池所发的电量对动力电池充电，以及控制动力电池驱动燃料电池汽车；第二工作模式下控制燃料电池发电，控制动力电池和燃料电池驱动燃料电池汽车；第三工作模式下控制燃料电池停止发电，控制动力电池驱动燃料电池汽车
。
但是上述能量控制方法没有将实时充电数据与燃料电池功率进行关联，不能及时修正燃料电池功率，可能影响燃料电池的工作表现
。
[0005]因此，亟需提供一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法，相对于现有技术，提升燃料电池工作效率
。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种氢燃料供电充电控制系统及其能量管理方法，包括以下步骤：
[0009]S1、
获取动力电池的荷电状态值；
[0010]S2、
将动力电池的荷电状态值与动力电池荷电状态最低设定值
、
动力电池荷电状态最高设定值进行比较，当所获得的动力电池荷电状态值位于动力电池荷电状态最低设定值
、
动力电池荷电状态最高设定值之间时，进行
S3
步骤，反之，进行
S4
状态；
[0011]S3、
氢燃料电池以一设定的恒定功率点输出，氢燃料电池工作过程中进行系统多种模式的自动切换；
[0012]S4、
若动力电池荷电状态高于动力电池荷电状态最高设定值，停止氢燃料电池工作，只由动力电池放电以满足充电模块放电需求；若动力电池荷电状态低于动力电池荷电状态最高设定值，提升氢燃料电池功率；
[0013]S5、
监控充电模块的输出功率，控制氢燃料电池输出功率与充电模块需求功率相匹配；
[0014]S6、
采集多种实车充电记录，分析充电功率工况曲线，提前给出充电工况需求值，用于氢燃料电池功率的设定
。
[0015]进一步地，氢燃料电池工作过程中系统分为四种模式，分别为动力电池单独驱动模式
、
氢燃料电池单独驱动模式
、
氢燃料电池单独驱动并给动力电池充电模式
、
氢燃料电池和动力电池并联驱动模式
。
[0016]更进一步地，氢燃料电池工作过程中进行模式自动切换的方法为：每个模式都设有一设定值，设定值全部根据动力电池荷电状态值设定，当输出功率点为其中一个设定值时，自动切换至相应的模式
。
[0017]进一步地，
S6
步骤中，当氢燃料电池功率过大导致动力电池的电荷状态值偏高或氢燃料电池功率过小导致动力电池的电荷状态值偏低时，对氢燃料电池设定功率参数进行修正，并进入氢燃料电池单独驱动模式
。
[0018]更进一步地，动力电池的电荷状态值大于等于
95
％时为偏高，动力电池的电荷状态值小于等于
20
％时为偏低
。
[0019]一种氢燃料供电充电控制系统，包括系统主控单元
、
氢燃料发动机控制单元
、
供氢系统控制单元
、
动力电池控制单元
、
智能热管理控制单元和充电模块控制单元，所述氢燃料发动机控制单元
、
所述供氢系统控制单元
、
所述动力电池控制单元
、
所述智能热管理控制单元
、
所述充电模块控制单元分别与所述系统主控单元连接；
[0020]所述氢燃料发动机控制单元用于控制氢燃料发电机电堆；
[0021]所述供氢系统控制单元用于对氢气系统进行安全监控；
[0022]所述动力电池控制单元用于对动力电池进行监测
、
状态计算
、
系统辅助
、
通信和诊断；
[0023]所述智能热管理控制单元用于为氢燃料发动机
、
充电模块进行散热；
[0024]所述充电模块控制单元用于接受客户端负载需求信号并控制充电模块对动力电池进行充电
。
[0025]进一步地，所述氢燃料发动机控制单元包括空气供应系统
、
氢气循环系统
、
水热管理系统和控制系统，所述控制系统分别与所述空气供应系统
、
所述氢气循环系统和所述水热管理系统连接，所述空气供应系统采用空压机对氢燃料电堆进行控制供给，所述氢气循环系统采用循环泵实现氢气的循环，所述氢燃料发动机电堆通过循环泵与氢气系统连通
。
[0026]进一步地，所述供氢系统控制单元包括氢阀
、
第一压力传感器
、
第一温度传感器
、
氢浓度传感器，所述氢阀串接在氢气系统与氢燃料发动机电堆连通的管路上，所述第一压力传感器
、
所述第一温度传感器
、
所述氢浓度传感器设置在氢气系统内部
。
[0027]进一步地，所述动力电池控制单元包括单体检测模块
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢燃料供电充电控制系统能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
获取动力电池的荷电状态值；
S2、
将动力电池的荷电状态值与动力电池荷电状态最低设定值
、
动力电池荷电状态最高设定值进行比较，当所获得的动力电池荷电状态值位于动力电池荷电状态最低设定值
、
动力电池荷电状态最高设定值之间时，进行
S3
步骤，反之，进行
S4
状态；
S3、
氢燃料电池以一设定的恒定功率点输出，氢燃料电池工作过程中进行系统多种模式的自动切换；
S4、
若动力电池荷电状态高于动力电池荷电状态最高设定值，停止氢燃料电池工作，由动力电池放电以满足充电模块放电需求；若动力电池荷电状态低于动力电池荷电状态最高设定值，提升氢燃料电池功率；
S5、
监控充电模块的输出功率，控制氢燃料电池输出功率与充电模块需求功率相匹配；
S6、
采集多种实车充电记录，分析充电功率工况曲线，提前给出充电工况需求值，用于氢燃料电池功率的设定
。2.
根据权利要求1所述的一种氢燃料供电充电控制系统能量管理方法，其特征在于，氢燃料电池工作过程中系统分为四种模式，分别为动力电池单独驱动模式
、
氢燃料电池单独驱动模式
、
氢燃料电池单独驱动并给动力电池充电模式
、
氢燃料电池和动力电池并联驱动模式
。3.
根据权利要求2所述的一种氢燃料供电充电控制系统能量管理方法，其特征在于，氢燃料电池工作过程中进行模式自动切换的方法为：每个模式都设有一设定值，设定值全部根据动力电池荷电状态值设定，当输出功率点为其中一个设定值时，自动切换至相应的模式
。4.
根据权利要求1所述的一种氢燃料供电充电控制系统能量管理方法，其特征在于，
S6
步骤中，当氢燃料电池功率过大导致动力电池的电荷状态值偏高或氢燃料电池功率过小导致动力电池的电荷状态值偏低时，对氢燃料电池设定功率参数进行修正，并进入氢燃料电池单独驱动模式
。5.
根据权利要求4所述的一种氢燃料供电充电控制系统能量管理方法，其特征在于，动力电池的电荷状态值大于等于
95
％时为偏高，动力电池的电荷状态值小于等于
20
％时为偏低
。6.
采用权利要求1‑5中任一项所述的能量管理方法运行的一种氢燃料供电充电控制系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，李会收，陆颖，李苏旋，赵婷，赵群坡，孙福龙，包志刚，王秉超，
申请(专利权)人：氢积电能源技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：