[发明专利]一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法，该方法首先检测动力电池的荷电状态值，然后判断是否大于设定荷电状态值：若大于设定荷电状态值，则控制燃料电池与动力电池之间的DC/DC，使燃料电池不向动力电池充电；否则，控制燃料电池与动力电池之间的DC/DC，使燃料电池向动力电池分阶段恒流充电；阶段按照动力电池荷电状态值进行划分，每个阶段的充电电流不同，且动力电池荷电状态值小的阶段的充电电流大于动力电池荷电状态值大的阶段的充电电流。本发明的控制方法简单、可靠、有效，使燃料电池无需跟随整车功率变化，从而延长了燃料电池的使用寿命，保证了动力电池的使用寿命，同时，使得整车能量管理策略简单可靠。

技术领域

本发明属于燃料电池汽车技术领域，具体涉及一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法。

背景技术

近年来，环境污染问题日益严重。为了应对全球能源短缺和环境污染等问题，开始提倡大力发展系能源汽车，越来越多的人将目光投送到了零排放的燃料电池车辆上。

燃料电池汽车的动力系统是燃料电池汽车区别于其他类型车辆(包括内燃机汽车、蓄电池电动汽车以及油-电混合动力汽车)的主要标志。而通常情况下，燃料电池的动态特性很难满足车辆负载的频繁变动，故燃料电池并非该系统唯一的动力源，往往需要一些辅助的动力源装置在功率输出方面对它加以补充和改善，从而构成燃料电池混合动力系统，这些辅助动力装置包括蓄电池和超级电容。料电池对辅助电源系统进行充电，进而延长燃料电池的使用寿命成为竞相追逐的热点。

燃料电池汽车的混合动力系统有多重结构型式。

型式1，燃料电池和辅助动力装置均直接并接在电机控制器的入口，如图1-1所示。

型式2，在型式1的基础上，在燃料电池和电机控制器之间使用了一个升压DC/DC变换器，可如图1-2所示。

型式1可称为直接燃料电池混合动力系统，型式2可称为间接燃料电池混合动力系统。

申请号为200310103253.3的中国专利文件公开了一种燃料电池混合动力系统的功率分配方法，该方法通过功率分配优化算法充分利用燃料电池的稳态特性和动力电池瞬态特性，但是燃料电池功率跟随整车功率变化，燃料电池的使用寿命难以保证和延长，同时能量管理策略也变的复杂和困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池混合动力系统、供电单元及充电控制方法，用以解决现有技术中燃料电池功率需跟随整车功率变化时导致燃料电池寿命缩短的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种燃料电池混合动力系统的供电单元的充电控制方法，包括如下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

检测动力电池的荷电状态值，判断是否大于设定荷电状态值：

若大于设定荷电状态值，则控制燃料电池与动力电池之间的DC/DC变换器，使燃料电池不向动力电池充电；

否则，控制燃料电池与动力电池之间的DC/DC变换器，使燃料电池向动力电池分阶段恒流充电；阶段按照动力电池荷电状态值进行划分，每个阶段的充电电流不同，且动力电池荷电状态值小的阶段的充电电流大于动力电池荷电状态值大的阶段的充电电流。

方法方案二，在方法方案一的基础上，阶段按照动力电池荷电状态值划分成三个阶段。

方法方案三，在方法方案二的基础上，三个阶段分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，且充电电流依次减小，则每个阶段的充电电流与每个阶段的最大充电电流的关系为：

且