[发明专利]带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法，包括氢燃料电池、DCDC转换器、DCAC转换器、电机、主减速器、车轮、超级电容、双向DCDC转换器以及动力电池，所述氢燃料电池的输出端连接DCDC转换器的输入端，DCDC转换器的第一输出端连接DCAC转换器的输入端，超级电容的输出端连接双向DCDC转换器的输入端，DCDC转换器的第二输出端分别与双向DCDC转换器以及动力电池相连接，DCAC转换器的输出端连接电机的输入端，电机的输出端连接主减速器的输入端，主减速器与车轮相连接。

技术领域

本发明涉及具有三能源系统的燃料电池汽车技术领域，具体涉及带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法。

背景技术

目前燃料电池汽车已经成为发展趋势，但大都是以动力电池作为辅助能量源。动力电池充放电性能受温度影响大、充放电功率较小，不能完全回收车辆制动时产生的能量、充放电次数少。超级电容以工作温度范围广、充放电功率大、充放电次数多著称。由此可见动力电池和超级电容性能互补，由动力电池和超级电容组成的辅助能源系统可充分发挥能源效率，提升汽车的行驶里程。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统及方法。

一种带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制系统，包括氢燃料电池、DCDC转换器、DCAC转换器、电机、主减速器、车轮、超级电容、双向DCDC转换器以及动力电池，所述氢燃料电池的输出端连接DCDC转换器的输入端，DCDC转换器的第一输出端连接DCAC转换器的输入端，超级电容的输出端连接双向DCDC转换器的输入端，DCDC转换器的第二输出端分别与双向DCDC转换器以及动力电池相连接，DCAC转换器的输出端连接电机的输入端，电机的输出端连接主减速器的输入端，主减速器与车轮相连接。

进一步地，所述燃料电池输出功率划分为怠速功率IP、最佳功率BP以及最大功率MP。

进一步地，整车工作模式包括驱动模式DM和回馈模式RM；功率需求包括零功率需求Z、小功率需求S、中等功率需求M以及大功率需求L。

一种带超级电容的燃料电池汽车的超级电容控制方法，包括以下步骤：

S1、根据工况，确定超级电容的工作模式；

S2、根据整车的负载情况，计算出超级电容的需求功率P_sc；

S3、计算超级电容双向DCDC工作电流I_scdc＝P_sc/U，其中U为高压母线电压，P_sc为超级电容的需求功率。

进一步地，S1所述超级电容工作模式有充电模式CM、放电模式DCM以及待机模式IM。

进一步地，所述超级电容的需求功率P_sc的计算公式如下：

P_sc＝P_mot+P_HVload-P_fcs-P_bat

其中，P_mot为电机需求功率，P_HVload为高压负载功率，P_fcs为燃料电池功率，P_bat为动力电池功率。

进一步地，所述P_mot、P_HVload、，P_fcs以及P_bat的计算公式分别如下：

P_mot＝min(f(accpct，brkpct)，P_m)