[发明专利]一种燃料电池增程器的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池增程器的控制系统，其特征在于：包括燃料电池增程器、动力电池及动力电池管理系统、整车控制器和电机控制器；所述燃料电池增程器包括氢气供给装置、减压阀、可控电磁阀、燃料电池发电装置、燃料电池管理系统和DC/DC变换器；所述燃料电池管理系统、动力电池管理系统、电机控制器和整车控制器通过CAN总线组成一个分布式系统，进行信息交互；所述燃料电池增程器的氢气供给装置与减压阀连接，减压阀连接可控电磁阀，可控电磁阀与燃料电池发电装置连接，燃料电池发电装置与DC/DC变换器连接；所述燃料电池发电装置的输出、动力电池的输出、电机控制器的输入共直流母线。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池增程器的控制系统，其特征在于：所述燃料电池管理系统对燃料电池增程器进行实时监测、控制与故障诊断；燃料电池管理系统通过IO口控制可控电磁阀的打开或关闭，实现接通或切断燃料电池发电装置的氢气流入通道；燃料电池管理系统通过PWM控制DC/DC变换器，调整燃料电池增程器的输出功率。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池增程器的控制系统，其特征在于：所述动力电池管理系统对动力电池状态进行实时监测、控制与故障诊断；所述动力电池管理系统通过CAN总线将动力电池状态信息发送给整车控制器。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池增程器的控制系统，其特征在于：所述电机控制器将直流逆变为三相交流驱动电机，所述电机控制器对电机状态进行监测、控制与故障诊断；所述电机控制器通过CAN总线将动力电池状态信息发送给整车控制器。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池增程器的控制系统，其特征在于：所述整车控制器对驾驶员输入、整车状态进行采集与诊断，并对整个系统进行协调与控制。

6.一种燃料电池增程器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）当动力电池的容量处于高荷电状态时，燃料电池增程器停止工作，靠动力电池提供功率输出，充分利用动力电池的能量并避免动力电池出现过充电，整车控制器给燃料电池管理系统发送燃料电池增程器关闭请求，同时燃料电池输出功率请求为0；

（2）当动力电池的容量低于低荷电状态时，为了延长续航里程同时避免动力电池过放电，整车控制器发送给燃料电池管理系统增程器使能请求，并根据驾驶员的需求功率，分级调整燃料电池的输出功率：即当驾驶员需求功率低于最小功率限值时，整车控制器请求燃料电池输出低等级的功率，当驾驶员需求功率高于最大功率限值时，整车控制器请求燃料电池输出高等级功率，当需求功率高于最小功率限值而低于最大功率限值时，整车控制器请求燃料电池输出中间等级的功率；所述整车控制器请求燃料电池输出的三个功率等级之间应设置功率阀值，以防止燃料电池的输出功率出现频繁的波动，影响燃料电池的寿命；整车控制器将计算出来的燃料电池功率请求，跟燃料电池管理系统反馈的燃料电池可用功率进行比较，保证发送给燃料电池的功率请求不应超过燃料电池管理系统反馈的可用功率；燃料电池管理系统接收到整车控制器的使能请求和功率请求后，控制可控电磁阀闭合，并通过PWM控制DC/DC实现整车控制器的功率请求；

（3）当电池容量高于低荷电状态而低于高荷电状态时，保持燃料电池前一时刻的状态不变，即如果前一段时刻燃料电池处于开机状态，保持燃料电池开机状态不变，若前一时刻燃料电池处于关机状态，则保持燃料电池关机状态，以避免燃料电池频繁启停；当燃料电池处于开机状态，整车控制器根据驾驶员需求功率请求和燃料电池可用能量调整燃料电池输出功率请求。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池增程器的控制方法，其特征在于：所述高荷电状态和低荷电状态是由动力电池管理系统实时计算动力电池的电量，并将电量值发送给整车控制器进行判断，动力电池的电量高于80%时，判断为高荷电状态，动力电池的电量低于40%时，判断为低荷电状态。