[发明专利]一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统

权利要求书

1.一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，包括：固体氧化物燃料电池(1)、升压DC/DC(3)、双向DC/DC变换器(8)、锂电池(11)、微控制器(16)和海洋浮标(18)，

所述微控制器(16)包括AD采样单元(12)、PWM输出单元(13)、数据处理单元(14)和锂电池SOC估计单元(15)，

AD采样单元(12)接收固体氧化物燃料电池(1)的输出电流、升压DC/DC(3)的输出电压和输出电流、海洋浮标(18)的电流、双向DC/DC变换器(8)的输入端电流、锂电池(11)的电压和电流；

锂电池SOC估计单元(15)根据输入的锂电池(11)的电压和电流得到锂电池的SOC值，并将结果传入数据处理单元(14)；锂电池的SOC值的下限设为0.6，上限设为0.8；当锂电池的SOC值大于0.8时，充电电流为-2A；当锂电池的SOC值小于0.6时，充电电流为2A；设置锂电池充放电启动的负载电流变化阈值，阈值为1个采样周期内负载电流变化0.1A，负载电流正向梯度超过阈值范围，调整锂电池电流，若锂电池电流为正，则工作在放电模式，反之则工作在充电模式；

数据处理单元(14)接收AD采样单元(12)传入的固体氧化物燃料电池(1)的输出电流、升压DC/DC(3)的输出电压和输出电流、海洋浮标(18)的电流和锂电池SOC估计单元(15)传入的锂电池SOC值，计算得到双向DC/DC变换器(8)所需PWM值，并将PWM值传入PWM输出单元(13)；

PWM输出单元(13)接收PWM值，输出PWM控制信号，控制双向DC/DC变换器(8)向直流母线(5)输出或者输入电流，间接控制固体氧化物燃料电池输出电流。

2.如权利要求1所述的一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

电流传感器A0(2)，用于采集固体氧化物燃料电池(1)的输出电流；

电流传感器A1(4)，用于采集升压DC/DC(3)的输出电流；

电流传感器A2(7)，用于采集双向DC/DC变换器(8)的输入端电流；

电流传感器A3(6)，用于采集海洋浮标(18)的电流；

电流传感器A4(9)，用于采集锂电池(11)的电流；

电压传感器V1(17)，用于采集升压DC/DC(3)的输出电压；

电压传感器V2(10)，用于采集锂电池(11)的电压。

3.如权利要求2所述的一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，所述双向DC/DC变换器(8)，一方面通过电流传感器A4(9)与锂电池(11)连接，另一方面通过电流传感器A2(7)与直流母线(5)连接。

4.如权利要求1或2或3所述的一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，所述锂电池SOC估计单元(15)对输入的锂电池(11)的电压和电流采用开路电压法和卡尔曼滤波法处理，得到锂电池的初始SOC值，然后采用安时积分法估计锂电池的实时SOC值，为了防止电流采样误差积分带来的估计误差，不定时地采用卡尔曼滤波法进行SOC估计值的校正。

5.如权利要求1或2或3所述的一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，所述PWM输出单元(13)还用于输出占空比控制双向DC/DC变换器(8)内部开关管导通关断，实现直流母线(5)向锂电池(11)输出或者输入电流。

6.如权利要求1或2或3所述的一种海洋浮标用固体氧化物燃料电池混合能量管理系统，其特征在于，所述PWM控制信号为脉宽调制信号PWM。