[发明专利]千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置及其能量管理方法

权利要求书

1.一种千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置，其特征在于，所述千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置包括：

燃料电池供电回路，所述燃料电池供电回路的输入端与燃料电池相连，所述燃料电池供电回路的输出端与负载相连；所述燃料电池供电回路将电能从所述输入端传送至所述输出端；

锂离子电池供电回路，所述锂离子电池供电回路的第一端与锂离子电池单元相连，其第二端与所述燃料电池供电回路的输出端并联相连，从而连接所述负载；所述锂离子电池供电回路在不同状态下将电能从所述第一端传送至所述第二端，或从所述第二端传送至所述第一端；

与所述燃料电池供电回路相连的燃料电池功率控制单元，用于检测所述燃料电池单元的状态，并产生表示所述燃料电池单元状态的第一状态信号；以及

与所述锂离子电池供电回路相连的锂离子电池功率控制单元，用于检测所述锂离子电池单元的状态，并产生表示所述锂离子电池单元的状态的第二状态信号；

所述锂离子电池功率控制单元和所述燃料电池功率控制单元相互连接，所述锂离子电池功率控制单元将所述第二状态信号传送给所述燃料电池功率控制单元；所述燃料电池功率控制单元将所述第一状态信号传送给所述锂离子电池功率控制单元；所述燃料电池功率控制单元根据所述第一状态信号和所述第二状态信号控制所述燃料电池供电回路传送至所述输出端的电能；所述锂离子电池功率控制单元根据所述第一状态信号和所述第二状态信号控制所述锂离子电池供电回路中的电能功率和传递方向；

所述锂离子电池供电回路包括：双向DC/DC变换器，当所述锂离子电池单元处于充电状态时，所述双向DC/DC变换器将电能从所述第二端传送至所述第一端，以给所述锂离子电池单元充电；当所述锂离子电池单元处于放电状态时，所述双向DC/DC变换器将电能从所述第一端传送至所述第二端，以使所述锂离子电池单元对外放电；

连接于所述双向DC/DC变换器和所述锂离子电池单元之间的第二开关；

与所述锂离子电池单元相连的锂离子电池电压检测电路，用于检测所述锂离子电池单元的电压，并根据所述锂离子电池单元的电压产生第二电压信号；

与所述锂离子电池单元相连的锂离子电池电流检测电路，用于检测所述锂离子电池单元的电流，并根据所述锂离子电池单元的电流产生第二电流信号，

锂电池功率控制单元根据所述第二电流信号和所述第二电压信号产生所述第二状态信号；

当所述第一状态信号表示所述燃料电池单元处于正常状态且所述第二状态信号表示所述锂离子电池单元处于欠压状态，则所述锂离子电池功率控制单元控制所述双向DC/DC变换器，以对所述锂离子电池单元充电；当所述第一状态信号表示所述燃料电池单元处于正常状态且所述第二状态信号表示所述锂离子电池单元处于正常状态，则所述锂离子电池功率控制单元控制双向DC/DC变换器，以关闭所述锂离子电池单元；当所述第一状态信号表示所述燃料电池单元处于欠压状态且所述第二状态信号表示所述锂离子电池单元处于正常状态，则所述锂离子电池功率控制单元控制所述双向DC/DC变换器将所述锂离子电池单元的电能传送至所述负载，以为所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置，其特征在于，所述千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置还包括：

弱电供电单元，用于从所述锂离子电池单元处获得电能，并给所述燃料电池功率控制单元和所述锂离子电池功率控制单元提供弱电。

3.根据权利要求1所述的千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置，其特征在于，所述燃料电池供电回路包括：

DC/DC变换器，用于将所述输入端的电压转换为所述输出端的电压；

连接于所述DC/DC变换器和所述燃料电池单元之间的第一开关；

连接于所述DC/DC变换器和所述燃料电池单元之间的燃料电池电流检测电路，用于产生表示流经所述燃料电池单元的电流的第一电流信号；

连接于所述DC/DC变换器和所述燃料电池单元之间的燃料电池电压检测电路，用于产生表示所述燃料电池单元的电压的第一电压信号；

与所述DC/DC变换器的输出端相连的系统输出电压检测电路，用于产生表示所述输出端电压的第三电压信号，

所述燃料电池功率控制单元根据所述第一电流信号、所述第一电压信号和所述第三电压信号产生所述第一状态信号。