[发明专利]一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置

权利要求书

1.一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置，包括燃料电池、动力电池、降压DC/DC和整车控制器VCU，整车控制器与燃料电池、动力电池和降压DC/DC均电性连接，其特征在于：

所述燃料电池包括燃料电池系统FCS和升压DC/DC；所述动力电池包括动力电池控制器BMS和双向DC/DC；

所述燃料电池系统FCS与所述升压DC/DC电性连接；所述动力电池控制器BMS与所述双向DC/DC电性连接；

所述升压DC/DC、所述双向DC/DC与所述降压DC/DC互相电性连接，且共同连接至电压配电单元PDU；

燃料电池系统FCS输出电流为i4，双向DC/DC整车母线侧电流为i3，双向DC/DC动力电池侧电流为i1，降压DC/DC工作电流为i2，整车母线电压为U1，动力电池两端电压为U2，

所述整车控制器VCU通过设定i4、i1、U1及双向DC/DC的工作模式，完成动力电池充电过程的SOC校准和电芯均衡；

所述控制装置包括行车模式和均衡模式；

所述行车模式，氢能汽车正常行驶；

所述均衡模式，在动力电池充电情况下产生，此时整车控制器VCU不使能汽车包括电机控制器在内的驱动设备；

所述整车控制器VCU通过设定i4、i1、U1及双向DC/DC的工作模式，其具体过程如下：

S101：整车控制器VCU向所述动力电池控制器BMS发送充电指令，动力电池进入充电状态；

S102：整车控制器VCU判断整车是否满足上高压状态，若是，则整车控制器向所述动力电池控制器BMS发送上高压指令；否则，等待满足上高压状态后，再执行步骤S103；

S103：所述动力电池控制器BMS上高压，并反馈继电器闭合状态至所述整车控制器VCU；

S104：所述整车控制器VCU向所述燃料电池系统FCS发送开机指令，并设定输出电流i4＝0A，设定双向DC/DC的工作模式为电压模式、预设双向DC/DC动力电池侧电流i1的限制电流、预设整车母线电压U1；

S105：所述动力电池控制器BMS根据步骤S104中的设定参数开始充电，并反馈充电电流i1至所述整车控制器VCU；

S106：所述整车控制器VCU设定双向DC/DC的工作模式为电流模式、设定双向DC/DC的限制电流、设定双向DC/DC母线侧工作电流i3＝i1*U2/(a*U1)、设定燃料电池系统FCS输出电流为i4＝i3+i2；其中a为双向DC/DC的工作效率；

S107：所述整车控制器VCU根据动力电池控制器BMS反馈的动力电池SOC判断动力电池是否充电完成，若是，则所述整车控制器VCU向所述燃料电池系统FCS发送关机指令，并向所述动力电池控制器BMS发送下高压指令；否则，等待动力电池充电完成；

S108：结束；

步骤S105中，所述动力电池控制器BMS根据步骤S104中的设定参数开始充电，其具体过程如下：

S201：所述动力电池控制器BMS判断动力电池SOC是否小于100％，若是，则所述动力电池控制器BMS获取步骤S104中设定的双向DC/DC动力电池侧电流i1的限制电流，并开始充电；否则进入步骤S205；

S202：充电过程中，判断动力电池系统单体最高电压是否大于等于b，且动力电池单体电压之间的最大压差是否大于等于c；其中b，c为预设值

S203：若是，则所述整车控制器VCU控制整车进入均衡模式；否则跳转至步骤S205；

S204：所述动力电池控制器BMS判断充电过程是否有过温故障或者所述动力电池单体电压之间的最大压差小于等于d；若产生过温故障或者动力电池单体电压之间的最大压差小于等于d，则所述整车控制器VCU控制整车退出均衡模式，否则重复步骤S204持续判断；

S205：判断动力电池单体最高电压是否大于等于e且动力电池各个单体的平均电压是否大于等于f；若是，则所述动力电池控制器BMS向所述整车控制器VCU请求将i3设置为0，并校准动力电池SOC为100％，否则，重复执行步骤S205持续判断；其中e、f为预设值；

S206：所述动力电池控制器BMS向所述整车控制器VCU发送充电完成指令；

S207：整车控制器VCU发出下电指令，充电完成。