[发明专利]车载复合电源能量的管理控制方法

说明书

本发明公开了一种车载复合电源能量的管理控制方法，包括：S10根据车载复合电源能量的管理控制系统建立系统工作模型；其中，车载复合电源包括，用于提供能量的燃料电池及用于提供功率的超级电容器；管理控制系统中包括，与燃料电池串联连接的Boost变换器及与超级电容器串联连接的Buck‑Boost变换器；Boost变换器中包括第一控制开关，Buck‑Boost变换器中包括第二控制开关和第三控制开关；S20实时获取电动汽车运行时的负载电流；S30根据负载电流及系统工作模型控制第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关的通断，实现对燃料电池一侧输出能量的管理及超级电容一侧输出功率的管理。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种车载复合电源能量的管理控制方法。

背景技术

全球对能源节约与环境保护关注的日益增长，带来了电动汽车的兴起。目前，许多汽车都以燃料电池作为主要能源，具备发电效率高、环境污染小、能量密度大以及噪音低等优点，但是为了防止出现燃料短缺问题，需要提高其性能和寿命，就必须限制燃料电池的电流变化率，由此带来了燃料电池动态响应慢的问题。

使用超级电容器作为辅助能源，可以很好地解决燃料电池动态响应慢的技术问题。虽然将两种能源组合在一起，两者的优势都能在复合电源中体现，可以通过超级电容器提供瞬时大功率，但是其不能储存太多能量，是以，如何对燃料电池与超级电容器的能量进行分配管理成为了一个棘手的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种车载复合电源能量的管理控制方法，有效解决了现有技术中燃料电池和超级电容器之间的功率和能量不能合理分配的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种车载复合电源能量的管理控制方法，包括：

S10根据车载复合电源能量的管理控制系统建立系统工作模型；

其中，车载复合电源包括，用于提供能量的燃料电池及用于提供功率的超级电容器；管理控制系统中包括，与燃料电池串联连接的Boost变换器及与超级电容器串联连接的Buck-Boost变换器；Boost变换器中包括第一控制开关，Buck-Boost变换器中包括第二控制开关和第三控制开关；

S20实时获取电动汽车运行时的负载电流；

S30根据负载电流及系统工作模型控制第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关的通断，实现对燃料电池一侧输出能量的管理及超级电容一侧输出功率的管理。

在本发明提供的车载复合电源能量的管理控制方法中，有益效果在于：

1.通过对DC-DC(Direct Current，直流电流)功率变换器(包括上述Boost变换器和Buck-Boost变换器)的精确建模，进而控制开关管(包括Boost变换器中的第一控制开关，Buck-Boost变换器中的第二控制开关和第三控制开关)的通断实现车载复合电源中燃料电池和超级电容器之间能量的精确管理，其中，Boost变换器基于燃料电池对电动汽车的能量状态进行控制，Buck-Boost变换器基于超级电容器对电动汽车的功率状态进行控制；

2.系统工作模型的建立确保了直流母线电压的恒定，在不影响DC-DC功率变换器输出电压性能的前提下，该方法保证了驱动系统和车载复合电源之间良好的动态性能；在电动汽车负载不断变化的情况下，保证了电动汽车和驱动系统的能量和功率需求；

3.根据建立的系统工作模型，可以进一步得到车载复合电源功率、DC-DC变换器电压及车辆行驶距离的关系，进而可以预测电动汽车循环工况条件下车载复合电源的动力状态，为电动汽车的控制和动力管理奠定基础。

附图说明