[发明专利]电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统

权利要求书

1.一种电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统，其包括：一燃料电池系统单元接口，该燃料电池系统单元接口用于连接至少包括一燃料电池模块的燃料电池系统单元；一锂离子电池单元接口，该锂离子电池单元接口用于连接包括一锂离子电池或相互串并联的多个锂离子电池的锂离子电池单元；其特征在于，所述电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统包括一能量管理单元（16），该能量管理单元通过前馈燃料电池系统单元输出电压，实时钳位燃料电池单元输出功率，对锂离子电池单元进行浮充充电及放电管理;

所述能量管理单元（16）包括：

一用于用于检测并调理所述燃料电池系统单元工作电压的燃料电池系统单元工作电压检测电路（172）、一用于检测并调理所述锂离子电池单元工作电流的锂离子电池单元工作电流检测电路（174）、一用于检测并调理所述锂离子电池单元工作电压的锂离子电池单元工作电压检测电路（176）；

一用于加权并前馈所述燃料电池系统单元工作电压检测电路（172）的检测信号和加权并反馈锂离子电池单元工作电流检测电路（174）及锂离子电池单元工作电压检测电路（176）的检测信号于功率控制电路（170）及信号处理与逻辑控制电路(190)的信号加权前馈与反馈电路（178）；

一受所述信号处理与逻辑控制电路使能并用于管理所述燃料电池系统单元对所述锂离子电池单元充电并向负载供电的功率控制电路（170），所述功率控制电路根据所述燃料电池系统单元工作电压检测电路（172）所得电压信号，经信号加权前馈与反馈电路（178）实施前馈，并钳位所述燃料电池系统单元的输出功率；

一用于控制所述燃料电池/锂离子电池混合动力系统开始或停止对外供电的过放保护电路（194）；

一用于控制所述燃料电池系统单元开始或停止对所述锂离子电池充电并对负载供电的输入检测保护与反馈电路（192）；

一用于使所述能量管理单元向外放电的第一输出端(160)和一第二输出端(161)；

一用于检测并调理锂离子电池单元工作温度的锂离子电池单元工作温度检测电路（196）；

一用于根据所述信号加权前馈与反馈电路（192）的反馈信号及所述锂离子电池单元工作温度检测电路（196）的反馈信号估计所需荷电状态对应的工作电压并控制所述功率控制电路、输入检测保护与反馈电路192及过放保护电路194的工作状态的信号处理与逻辑控制电路（190）。

2.如权利要求1所述的电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统，其特征在于，所述功率控制电路（170）根据所述燃料电池系统单元工作电压检测电路所得电压信号，经信号加权前馈与反馈电路作用于功率控制电路实施前馈，并钳位所述燃料电池系统单元的输出功率。

3.如权利要求1所述的电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统，其特征在于，所述信号处理与逻辑控制电路（190）通过温度检测电路检测锂离子电池单元的工作温度，设置其放电截止电压并实施实施温度校正；当所述锂离子电池单元的工作电压低于或等于该放电截止电压时，过放保护电路（194）断开功率控制电路（170）与第二输出端的电连接，避免锂离子电池过放电；信号处理与逻辑控制电路(190)实施欠压浮充充电电压校正，当锂离子电池单元的工作电压等于该欠压浮充电压时，所述锂离子电池单元的工作电压被钳位于该欠压浮充电压，由功率控制电路(170)对锂离子电池单元进行浮充管理，实现燃料电池系统单元与锂离子电池单元同时对外部负载供电，所述欠压浮充电压低于所述锂离子电池单元的浮充电压。

4.如权利要求1所述的电动自行车用燃料电池/锂离子电池混合动力能量管理系统，其特征在于，所述锂离子电池单元工作电流检测电路（174）检测锂离子电池单元的充电电流，当锂离子电池单元的充电电流等于其预设定的最大充电电流时，通过信号加权前馈与反馈电路（178）控制功率控制电路(170)使锂离子电池单元的充电电流被钳位于该最大充电电流，保证锂离子电池安全充电。