[发明专利]小功率燃料电池汽车及其控制系统和控制方法

摘要

本发明公开了一种小功率燃料电池汽车的控制系统，包括：小功率燃料电池发动机、DC/DC转换器、燃料电池管理器、动力电池、动力电池管理器、模式选择开关、逆变器和整车控制器。整车控制器根据模式选择开关的状态和动力电池的荷电值确定小功率燃料电池发动机以经济等级功率、高等级功率、额定功率和峰值功率中的哪一种功率进行工作，并根据小功率燃料电池发动机的工作模式控制燃料电池管理器，在动力电池的荷电值处于预设范围内时，整车控制器控制燃料电池管理器启动小功率燃料电池发动机输出持续稳定的功率，以及控制动力电池提供瞬时功率。本发明能够优化整车能量分配，使燃料电池系统工作点稳定，从而延长燃料电池系统的使用寿命。

主权项

1.一种小功率燃料电池汽车的控制系统，其特征在于，包括：小功率燃料电池发动机、DC/DC转换器、燃料电池管理器、动力电池、动力电池管理器、模式选择开关、逆变器和整车控制器，所述燃料电池管理器控制所述小功率燃料电池发动机和DC/DC转换器，并与所述小功率燃料电池发动机和DC/DC转换器构成燃料电池系统；所述逆变器，分别与所述燃料电池管理器、所述动力电池管理器和电机控制器连接；所述整车控制器分别与所述逆变器和模式选择开关连接，用于整车控制；/n其中，汽车在驱动过程中，所述燃料电池系统在所述动力电池的荷电值小于最大门限值的过程中持续参与整车驱动，提供稳定功率输出，所述燃料电池系统的输出功率分为经济等级功率、高等级功率、额定功率和峰值功率；以及/n所述整车控制器根据所述模式选择开关的状态和所述动力电池的荷电值确定所述小功率燃料电池发动机以经济等级功率、高等级功率、额定功率和峰值功率中的哪一种功率进行工作，并根据所述小功率燃料电池发动机的工作模式控制所述燃料电池管理器，其中，在所述动力电池的荷电值处于预设范围内时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机输出持续稳定的功率，以及控制所述动力电池提供瞬时功率；/n在所述模式选择开关的状态为长途模式时，其中，/n当所述动力电池的荷电值大于最高门限值时，所述整车控制器控制所述小功率燃料电池汽车进入纯电动模式，所述燃料电池系统处于停机状态或者怠机状态，所述动力电池提供整车所需功率；/n当所述动力电池的荷电值小于预设阈值时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机以峰值功率点为所述动力电池充电，直至所述动力电池的荷电值大于所述预设阈值；/n当所述动力电池的荷电值大于预设阈值且小于最高门限值时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机以额定功率点输出持续稳定的功率，控制所述动力电池提供整车瞬时功率；/n在所述模式选择开关的状态为常规模式时，其中，/n当所述动力电池的荷电值大于最高门限值时，所述整车控制器控制所述小功率燃料电池汽车进入纯电动模式，所述燃料电池系统处于停机状态或者怠机状态，所述动力电池提供整车所需功率；/n当所述动力电池的荷电值小于最低门限值时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机以额定功率点为所述动力电池充电，直至所述动力电池的荷电值大于所述最低门限值；/n当所述动力电池的荷电值大于预设阈值且小于最高门限值时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机以经济等级功率点输出持续稳定的功率，控制所述动力电池提供整车瞬时功率；/n当所述动力电池的荷电值大于最低门限值且小于预设阈值时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器基于驾驶员的功率需求来调整所述小功率燃料电池发动机的输出功率，其中，当驾驶员功率需求小于所述经济等级功率时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机输出经济等级效率，当驾驶员功率需求大于所述高等级功率时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器启动所述小功率燃料电池发动机输出高等级效率，当驾驶员功率需求处于高效区功率范围内时，所述整车控制器控制所述燃料电池管理器以跟随模式运行。/n