[发明专利]一种混合电源系统的能量管理方法

权利要求书

1.一种混合电源系统的能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断负载需求电流Idemand是否大于0，当负载需求电流Idemand大于0时，表明负载消耗电能，此时混合电源系统放电，能量管理控制器进行电源放电控制，优先使用燃料电池进行放电；当负载需求电流Idemand小于0时，表明负载反馈电能给混合电源系统，此时混合电源系统向锂电池和超级电容充电，能量管理控制器进行电源充电控制，优先使用超级电容进行充电；

能量管理控制器进行放电控制的过程为：

2-1)判断负载需求电流Idemand是否大于燃料电池最大放电电流，如果负载需求电流Idemand小于或等于燃料电池最大放电电流，此时，燃料电池输出指令电流Ifc为Idemand；锂电池和超级电容分别输出指令电流Ibat和Isc均为0；

2-2)如果负载需求电流Idemand大于燃料电池最大放电电流，则比较超级电容实时电压Usc与超级电容最小放电电压极限值Usc_min，若Usc大于Usc_min，此时燃料电池按照最大电流放电，输出指令电流Ifc为Ifc_max即燃料电池允许的最大放电电流值，锂电池按照设置的限定电流Ibat_set放电，输出指令电流Ibat为Ibat_set，超级电容按照剩下所需的电流输出，输出指令电流Isc为负载需求电流与燃料电池和锂电池输出电流的差值Idemand-Ifc-Ibat；

2-3)若负载需求电流Idemand大于燃料电池最大放电电流，并且Usc小于或等于Usc_min，此时燃料电池按照最大电流放电，输出指令电流Ifc为Ifc_max；锂电池按照剩下所需的电流输出，输出指令电流Ibat为负载需求电流与燃料电池输出电流的差值Idemand-Ifc；超级电容输出指令电流Isc为0；

能量管理控制器进行充电控制的过程为：

3-1)判断超级电容实时电压Usc是否小于超级电容最大充电电压极限值Usc_max，若Usc小于Usc_max，此时超级电容按照负载需求电流Idemand充电，输出充电指令电流Isc为Idemand；燃料电池和锂电池不充电，分别输出指令电流Ifc为0，Ibat为0；

3-2)若Usc大于或等于Usc_max，此时反馈电能只能向锂电池充电，锂电池按照负载需求电流Idemand充电，输出充电指令电流Ibat为Idemand；燃料电池和超级电容不充电，分别输出指令电流Ifc为0，Isc为0；

步骤2-1)中，直流母线电压由锂电池维持控制，燃料电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式，锂电池DC/DC变换器工作于恒压恒流模式，超级电容DC/DC变换器工作于恒流放电模式；

步骤2-2)中，直流母线电压由超级电容维持控制，燃料电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式，锂电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式、超级电容DC/DC变换器工作于恒压恒流模式；

步骤2-3)中，直流母线电压由锂电池维持控制，燃料电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式，锂电池DC/DC变换器工作于恒压恒流模式，超级电容DC/DC变换器工作于恒流放电模式；

步骤3-1)中，直流母线电压由锂电池维持控制，燃料电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式，锂电池DC/DC变换器工作于恒压恒流模式，超级电容DC/DC变换器工作于恒流充电模式；

步骤3-2)中，直流母线电压由超级电容维持控制，燃料电池DC/DC变换器工作于恒流放电模式，锂电池DC/DC变换器工作于恒流充电模式、超级电容DC/DC变换器工作于恒压恒流模式。

2.一种混合电源系统的能量管理系统，其特征在于，包括：燃料电池(1)通过单向DC/DC变换器(4)接于直流母线(8)，锂电池(2)通过双向DC/DC变换器(5)接于直流母线(8)，超级电容(3)通过双向DC/DC变换器(6)接于直流母线(8)，负载(7)直接接于直流母线(8)，所述一种混合电源系统的能量管理系统用于执行权利要求1所述的一种混合电源系统的能量管理方法。

3.根据权利要求2所述的一种混合电源系统的能量管理系统，其特征在于，所述负载(7)为可制动型负载，既可以消耗电能，也可以回馈电能，电能在直流母线(8)与负载(7)间双向流动。

4.根据权利要求2所述的一种混合电源系统的能量管理系统，其特征在于，还包括能量管理控制器(9)用于采集燃料电池、锂电池和超级电容三种电源以及负载的状态信息，并通过执行能量管理方法，向各电源及对应DC/DC控制器发送指令信息。