[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

说明书

本发明提供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；燃料电池包括燃料电池系统FCS和升压DC/DC；动力电池包括动力电池控制器BMS和双向DC/DC；燃料电池系统FCS与升压DC/DC电性连接；动力电池控制器BMS与双向DC/DC电性连接；升压DC/DC、双向DC/DC与降压DC/DC互相电性连接，且共同连接电压配电单元PDU；整车控制器VCU通过设定各器件不同工况下的电压电流及双向DC/DC的工作模式，完成动力电池充电过程的SOC校准和电芯均衡本发明提供的有益效果是：提高动力系统电池的可靠性、降低了设计成本。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置。

背景技术

燃料电池车所搭载的燃料电池系统需要外部辅助能源，例如锂电池等化学电池，提供启动能源。如何采用低成本方式提高整个系统的可靠性是需要解决的关键问题之一。

影响动力电池可靠性的因素很多，其中电芯的一致性是关键点之一。在动力电池电芯在生产过程中，各个动力电池单体会存在细微的差别，也就是一致性问题，不一致性主要表现在锂动力电池单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。

动力电池单体的不一致，传导至动力电池组，必然的带来了动力电池组容量的损失，进而造成寿命的下降，从而将降低动力电池系统可靠性，打破整车动力系统稳定性。所以，动力电池往往需要进行经常性的均衡，保持电芯的一致性。

传统均衡方式主要分为两类：

被动均衡。该均衡方式通常是需要通过外部充电，需配备充电装置，主控板相对简单。

主动均衡。该均衡方式不需要外部充电，在触发均衡时，只需要电池内部通过开关矩阵互相均衡。但主控板硬件相对复杂，成本高。

发明内容

由于上述方法均在某种程度上存在成本高、设计复杂的问题，因此本发明实际所要解决的技术问题是：设计一种电芯均衡控制装置架构，并基于该架构作出相应控制，提高动力系统电池的可靠性、降低成本。

本发明提出的一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置，具体包括：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；

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，

本发明提供的有益效果是：提高动力系统电池的可靠性、降低了设计成本。

附图说明

图1是本发明一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置结构图；

图2是本发明实施例控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，一种燃料电池氢能汽车SOC校准和电芯均衡控制装置，包括以下步骤：