[发明专利]多燃料电池的混合动力系统的故障管理方法及装置

说明书

本申请实施例提供了一种多燃料电池的混合动力系统的故障管理方法及装置，该方法包括：获取混合动力系统的主状态值；获取混合动力系统在当前时刻的健康状态值；主状态值和健康状态值表示不同时刻混合动力系统的供电状态，供电状态由混合动力系统中可对外供电的电池形成的供电拓扑结构确定；根据主状态值与健康状态值对应的两种供电状态，执行与两种供电状态相对应的故障处理程序，并根据故障处理程序对旁路隔离开关进行控制。本技术方案根据主状态值与健康状态值对应的两种供电状态，执行相对应的故障处理程序，并对旁路隔离开关进行控制以实现故障管理，可有效提高混合动力系统的供电可靠性。

技术领域

本申请涉及电池能源管理技术领域，具体地，涉及一种多燃料电池的混合动力系统的故障管理方法及装置。

背景技术

轨道车辆动力系统常采用燃料电池/动力电池构成的电电混合动力系统。相比于汽车，轨道车辆混合动力系统所需功率大，一般采用定制开发的大功率燃料电池系统，成本高昂且技术成熟度低；而小功率燃料电池尽管技术成熟、可选择性强，但由于单机功率低，无法在轨道车辆上直接应用。

现有轨道车辆的混合动力系统主要采用大功率燃料电池进行简单并联供电，如图1所示。该方案中每个大功率燃料电池均通过DC/DC模块连接到直流母线，动力电池采用直挂母线的方式。采用大功率燃料电池简单并联的混合动力系统供电方案，由于单个燃料电池功率需求大，一般需要定制化开发，成本高昂；受燃料电池工作特性的影响，当车辆需求功率较小时，大功率燃料电池处在效率低点，不利于系统效率的提升；由于系统中燃料电池数量少，燃料电池系统对外接口往往只有一个，当动力电池出现故障或燃料电池出现故障时，要么只能继续以仍处于正常状态的动力电池或燃料电池继续工作，要么将直接导致系统停机，其容错能力较差。

发明内容

本申请实施例提供一种多燃料电池的混合动力系统的故障管理方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种多燃料电池的混合动力系统的故障管理方法，所述混合动力系统包括动力电池和燃料电池系统，所述燃料电池系统包括至少两个并联的支路，每个支路中串联有至少两个燃料电池，各支路分别通过一DC/DC模块连接到直流母线，所述动力电池连接到所述直流母线；每个燃料电池的两端并联有旁路隔离开关，所述旁路隔离开关用于将燃料电池接入到所述燃料电池系统中进行供电或将燃料电池从所述燃料电池系统中切除；所述方法包括：获取混合动力系统的主状态值；获取混合动力系统在当前时刻的健康状态值；所述主状态值和所述健康状态值表示不同时刻混合动力系统的供电状态，所述供电状态由所述混合动力系统中可对外供电的电池形成的供电拓扑结构确定；根据所述主状态值与所述健康状态值对应的两种供电状态，执行与所述两种供电状态相对应的故障处理程序，并根据所述故障处理程序对所述旁路隔离开关进行控制。

第二方面，本申请实施例提供了一种多燃料电池的混合动力系统的故障管理装置，所述混合动力系统包括动力电池和燃料电池系统，所述燃料电池系统包括至少两个并联的支路，每个支路中串联有至少两个燃料电池，各支路分别通过一DC/DC模块连接到直流母线，所述动力电池连接到所述直流母线；每个燃料电池的两端并联有旁路隔离开关，所述旁路隔离开关用于将燃料电池接入到所述燃料电池系统中进行供电或将燃料电池从所述燃料电池系统中切除；所述装置包括：状态值获取模块，用于获取混合动力系统的主状态值，以及获取混合动力系统在当前时刻的健康状态值；所述主状态值和所述健康状态值表示不同时刻混合动力系统的供电状态，所述供电状态由所述混合动力系统中可对外供电的电池形成的供电拓扑结构确定；故障管理模块，用于根据所述主状态值与所述健康状态值对应的两种供电状态，执行与所述两种供电状态相对应的故障处理程序，并根据所述故障处理程序对所述旁路隔离开关进行控制。