[发明专利]一种大功率燃料电池DCDC控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种大功率燃料电池DCDC控制方法及系统，属于氢燃料电池技术领域，解决了不能很好响应被动输入恒流转输出恒压的问题。一种大功率燃料电池DCDC控制方法，包括以下步骤：将输入母线电压设定值作为电压外环PI的正向输入，将输入母线电压采样值作为电压外环PI的负向输入，求得电压外环PI的输出值；将所述电压外环PI的输出值与输入母线电流设定值中的较小值，作为电流内环PI的的正向输入，将输入母线电流采样值作为电流内环PI的负向输入，得到电流内环PI的输出值；对所述电流内环PI的输出值进行输入电压前馈，得到占空比，根据所述占空比控制母线输出电压值和输入电流值大小。使得升压DCDC电路能够很好的响应输入恒流被动转输出恒压。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其是涉及一种大功率燃料电池DCDC控制方法及系统。

背景技术

氢燃料电池汽车作为汽车电动化、低碳化的重要方向，对于改善未来能源结构、改善低碳交通具有深远意义，氢堆作为氢燃料电池的核心部件，将氢气转化为电能，实现无污染、清洁能源利用；但是氢堆输出特性偏软，输出电压波动，无法直接并入高压母线给高压设备(高压锂电池包、电控、DCAC、DCDC等)供电，需要串入一级升压DCDC，将氢堆输出能量转化为功率可控、输入输出电压、电流可控的高压直流。现有方案采用单输入电流环，满足输入电流可控，这种方案需要在后台设计一个输出限压保护功能，但是该输出限压策略不能很好响应输入恒流被动转输出恒压，如果车辆在某种工况下突然卸载高压负载，导致输出过压而报故障停机，同时该输出限压功能，没有引入电流内环，在输出恒压控下，大功率带载稳定性不高。

发明内容

本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种大功率燃料电池DCDC控制方法及系统。

一方面，本发明提供了一种大功率燃料电池DCDC控制方法，包括以下步骤：

将输入母线电压设定值作为电压外环PI的正向输入，将输入母线电压采样值作为电压外环PI的负向输入，得到电压外环PI的输出值；

将所述电压外环PI的输出值与输入母线电流设定值中的较小值，作为电流内环PI的的正向输入，将输入母线电流采样值作为电流内环PI的负向输入，得到电流内环PI的输出值；

对所述电流内环PI的输出值进行输入电压前馈，得到占空比，根据所述占空比控制母线输出电压值和输入电流值大小。

进一步地，所述大功率燃料电池DCDC控制方法还包括在所述输入母线电压设定值、输入母线电压采样值、输入母线电流设定值和输入母线电流采样值输入前，将其均进行标幺化。

进一步地，所述电压外环PI和所述电流内环PI的离散方程为

其中，k_P、k_I、k_D分别为比例系数、积分系数和微分系数，所述微分系数取值为0。

进一步地，根据所述占空比控制输出母线输出电压值和输入母线电流值，具体包括，根据所述占空比向升压DCDC电路中的开关器件输入相应的PWM波，从而调节升压DCDC电路的电压和电流，以控制母线输出电压值和输入电流值大小的。

另一方面，本发明还提供了一种大功率燃料电池DCDC控制系统，包括电压外环PI输出值获取模块、电流内环PI输出值获取模块和输出电压、电流控制模块；

所述电压外环PI输出值模块，用于将输入母线电压设定值作为电压外环PI的正向输入，将输入母线电压采样值作为电压外环PI的负向输入，得到电压外环PI的输出值；

所述电流内环PI输出值获取模块，用于将所述电压外环PI的输出值与输入母线电流设定值中的较小值，作为电流内环PI的的正向输入，将输入母线电流采样值作为电流内环PI的负向输入，得到电流内环PI的输出值；