[发明专利]一种混合动力系统及其工作方法

说明书

本发明提供一种混合动力系统及其工作方法，混合动力系统包括：燃料电池、储能电池、单向充电模块、第一电压监测模块、第二电压监测模块和充电控制模块，燃料电池与储能电池并联并适于为负载供电，单向充电模块的输入端与燃料电池电学连接，单向充电模块的输出端与储能电池电学连接，第一电压监测模块与燃料电池电学连接，第二电压监测模块与储能电池电学连接。上述混合动力系统实现了在不同情况下工作模式的自适应，控制方法简单且系统设置简单，同时还避免了由于燃料电池电压过低导致的发电效率降低使燃料电池发生热失控或产生局部热点，最终避免了燃料电池发生损坏。

技术领域

本发明涉及清洁能源技术领域，具体涉及一种混合动力系统及其工作方法。

背景技术

电动车，即电力驱动车，又名电驱车。通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆。目前锂离子电池由于较高的比能量和动态大电流响应速度，正在逐步替代铅酸电池成为电动自行车的主要动力源。一般锂离子电池的比能量在120Wh/kg－150Wh/kg。然而锂离子电池的续航能力有限，一般锂离子电池的续驶里程一般在50km－60km，同时充电时间仍然偏长，正常充电一般需要4h－6h。

由于燃料电池具有优异的续航能力，因此通常通过燃料电池提高锂电池的续航能力，然而上述动力系统通常系统设置复杂且控制方式较为复杂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有混合动力系统设置复杂且控制方式复杂的缺陷，从而提供一种混合动力系统及其工作方法。

本发明提供一种混合动力系统，包括：燃料电池和储能电池，所述燃料电池与所述储能电池并联并适于为负载供电；单向充电模块，所述单向充电模块的输入端与所述燃料电池电学连接，所述单向充电模块的输出端与所述储能电池电学连接；第一电压监测模块，所述第一电压监测模块与所述燃料电池电学连接且适于监测所述燃料电池的电压；第二电压监测模块，所述第二电压监测模块与所述储能电池电学连接且适于监测所述储能电池的电压；充电控制模块，所述充电控制模块适于根据第一电压监测模块监测到的电压和第二电压监测模块监测到的电压、以及储能电池的充电截至电压控制所述单向充电模块切断或者导通所述燃料电池至所述储能电池的充电路径。

可选的，所述第一电压监测模块和所述第二电压监测模块分别与所述充电控制模块的输入端电学连接，所述充电控制模块的输出端与所述单向充电模块电学连接。

可选的，所述混合动力系统还包括：直流母线，所述直流母线的输出端连接所述负载；第一二极管，所述第一二极管的正极与所述燃料电池电学连接，所述第一二极管的负极与所述直流母线的输入端电学连接；第二二极管，所述第二二极管的正极与所述储能电池电学连接，所述第二二极管的负极与所述直流母线的输入端电学连接。

可选的，所述燃料电池包括氢燃料电池、直接甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池或质子交换膜燃料电池中的任意一种；所述储能电池包括锂电池。

可选的，所述负载为电动自行车的驱动电机或电动汽车的驱动电机；所述充电控制模块包括比较判断模块和切断模块，所述第一电压监测模块的输出端、所述第二电压监测模块的输出端分别与所述比较判断模块的输入端电学连接，所述比较判断模块的输出端和切断模块的输入端电学连接，所述切断模块的输出端与所述单向充电模块电学连接，所述比较判断模块适于比较所述第一电压监测模块监测到的电压和所述第二电压监测模块监测到的电压、所述第一电压监测模块监测到的电压和所述储能电池的充电截至电压、以及所述第二电压监测模块监测到的电压与所述储能电池的充电截至电压，所述切断模块适于接收来自所述比较判断模块的控制信号以控制所述单向充电模块切断或者导通所述燃料电池至所述储能电池的充电路径。