[发明专利]功率控制方法及燃料电池控制系统

权利要求书

1.一种功率控制方法，其特征在于，适用于燃料电池控制系统，所述燃料电池控制系统包括控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元，所述方法包括：

所述控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流；

将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，在所述双闭环非线性控制单元中预先构建好双闭环非线性控制模型，所述双闭环非线性控制模型用于基于预设的控制策略，将输入所述双闭环非线性控制模型的输入量进行处理，得到符合预设要求的输出量；

所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔI_m＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔI_m为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值；

其中，基于所述ΔP和所述ΔI_m之间的比值，使用计算获得所述计算指令值I_Fcm(k)；I_Fcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，k_i为调节器参数，ΔI_Fcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔI_Fcm基于所述ΔP和所述ΔI_m之间的比值进行取值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，包括：

获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值；

基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得；

获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值；

获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，包括：

所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔI_m≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述ΔP/ΔI_m0+a或者ΔP/ΔI_m0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。