[发明专利]一种燃料电池动力系统及其控制方法

说明书

本申请公开了一种燃料电池动力系统及其控制方法，燃料电池动力系统包括：驱动电机、系统控制器、多个燃料电池、并联协调模块、DC/DC功率转换器；每个燃料电池的阴极和阳极分别与并联协调模块的一组输入端连接；一组输入端包括阴极和阳极，阴极通过一个逆阻型IGBT与并联协调模块的正极连接，阳极与负极连接；并联协调模块的正极和负极分别与DC/DC功率转换器连接；DC/DC功率转换器的输出端与驱动电机连接；系统控制器分别与驱动电机、各个燃料电池、并联协调模块、DC/DC功率转换器连接，用于控制驱动电机的输出需求扭矩、根据需求功率设置燃料电池的电流和DC/DC功率转换器的输出功率、控制逆阻型IGBT。

技术领域

本申请涉及电池动力系统技术领域，特别涉及一种燃料电池动力系统及其控制方法。

背景技术

将燃料电池与动力电池(锂电池)相结合的混合动力系统应用于重型商用车可以实现高效的节能减排。但是能够满足单个大功率燃料电池需求的零部件技术成熟度不高，从而严重制约燃料电池在重型商用车领域的推广应用。

现今，开始尝试将多个燃料电池直接进行串联，或者将多个燃料电池直接进行并联，组成一个大功率的燃料电池动力系统，从而解决单个燃料电池功率不足的问题。然后，再将组成的大功率的燃料电池动力系统将与动力电池相结合，实现大功率的混合动力系统，从而满足重型商用车的大功率需求。

但是，多个燃料电池进行串联时，所串联的燃料电池的个数的变化会导致输入电压的变化，从而导致外部用电元件电压范围过大，导致许多用电元件无法适用的情况。而采用多个燃料电池并联的方式，因为燃料电池的电压会存在差异，所以燃料电池在接入电路时，会出现反极现象，导致燃料电池的性能快速衰退。也因此，现今主要都专注解决功率不足的问题，缺乏对大功率燃料电池系统的功率的有效控制方式。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本申请提供了一种燃料电池动力系统及其控制方法，以解决现有技术缺乏可靠的可控大功率燃料电池动力系统的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

本申请第一方面提供了一种燃料电池动力系统，包括：

驱动电机、系统控制器、多个燃料电池、并联协调模块、DC/DC功率转换器；

每个所述燃料电池的阴极和阳极分别与所述并联协调模块的一组输入端连接；其中，所述并联协调模块的一组输入端包括阴极和阳极，且阴极通过一个逆阻型IGBT与所述并联协调模块的正极连接，阳极与所述并联协调模块的负极连接；

所述并联协调模块的正极和负极分别与所述DC/DC功率转换器的输入端连接；

所述DC/DC功率转换器的输出端与所述驱动电机连接；

所述系统控制器分别与所述驱动电机、各个所述燃料电池、所述并联协调模块、所述DC/DC功率转换器连接，用于控制驱动电机的输出需求扭矩、根据需求功率设置所述燃料电池的电流和所述DC/DC功率转换器的输出功率、以及控制所述并联协调模块中的逆阻型IGBT。

可选地，在上述的燃料电池动力系统中，所述系统控制器，包括：电机控制器、总成控制器以及燃料电池控制器。

其中，所述系统控制器分别与所述驱动电机、各个所述燃料电池以及并联协调模块连接，包括：

所述总成控制器分别与所述电机控制器和所述燃料电池控制器连接，用于将向电机控制器发送需求扭矩，以及向燃料电池控制器发送发电功率需求；

所述电机控制器的输出端与所述驱动电机的输入连接，输入端与所述DC/DC功率转换器的输出端；

所述燃料电池控制器的输出端分别连接各个所述燃料电池、所述并联协调模块以及所述DC/DC功率转换器。