[发明专利]电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统

说明书

本发明公开了一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统，包括：信号采集单元，用于采集电池、超级电容与燃料电池混合储能装置电压与电流数据；状态预测单元，用于通过所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据预测电池与超级电容的荷电状态；功率预测单元，用于结合所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，以及所述状态预测单元预测到的电池与超级电容的荷电状态，预测电池与超级电容的充放电功率；能量管理单元，用于根据外部电机功率需求，结合状态预测单元与功率预测单元的预测结果对电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率进行分配。通过该系统能够实现电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率有效分配。

技术领域

本发明涉及新能源汽车能量管理技术领域，尤其涉及一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统。

背景技术

近年来，新能源汽车发展迅速，燃料电池汽车作为绿色交通的典型代表，正逐渐受到人们的关注与青睐。在燃料电池汽车上单一使用燃料电池作为动力源具有响应速度慢，能量无法回收等缺点，电池、超级电容与燃料电池混合储能装置合理地利用了电池高能量密度和超级电容高功率密度的优点，克服了纯燃料电池系统在系统响应速度以及能量回馈上的不足。

然而，目前没有针对电池、超级电容与燃料电池混合储能装置较为合理的功率分配方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统，能够实现电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率有效分配。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电池、超级电容与燃料电池混合储能装置能量管理系统，包括：信号采集单元、状态预测单元、功率预测单元以及能量管理单元；其中：

所述信号采集单元，用于采集电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的电压与电流数据；

所述状态预测单元，用于通过所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，来预测电池与超级电容的荷电状态；

所述功率预测单元，用于结合所述信号采集单元所采集到的电压与电流数据，以及所述状态预测单元预测到的电池与超级电容的荷电状态，来预测电池与超级电容的充放电功率；

所述能量管理单元，用于根据外部电机功率需求，结合状态预测单元与功率预测单元的预测结果对电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的功率进行分配。

所述信号采集单元通过电压与电流传感器采集电池、超级电容与燃料电池混合储能装置的电压与电流数据，其中，电池、超级电容与燃料电池的电压数据依次记为Vb、Vsc与Vfc；电池、超级电容与燃料电池的电流数据依次记为Ib、Isc与Ifc。

所述状态预测单元通过所述信号采集单元所采集到的电池与超级电容的电压与电流数据，来预测电池与超级电容的荷电状态；

预测电池荷电状态的公式为：

SOCb(k)＝SOCb(k-1)+Ib(k)*ΔT/Cb；

其中，SOCb(k)与SOCb(k-1)分别为k时刻与k-1时刻电池荷电状态，Ib(k)为k时刻电池的电流，ΔT为采样时间，Cb为电池的标称容量；

预测超级电容荷电状态的公式为：

SOCsc(k)＝SOCsc(k-1)+Isc(k)*ΔT/Csc；

其中，SOCsc(k)与SOCsc(k-1)分别为k时刻与k-1时刻超级电容的荷电状态，Isc(k)为k时刻超级电容的电流，Csc为超级电容的标称容量。

所述功率预测单元通过所述信号采集单元所采集到的电池与超级电容的电压与电流数据，以及所述状态预测单元预测到的电池与超级电容的荷电状态，来预测电池与超级电容的充放电功率；