[发明专利]一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器及其控制方法

权利要求书

1.一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器，包括控制器(2)、加热室(3)和加热驱动器(6)，其特征在于，

所述控制器(2)的外部模拟输入信号有24VDC供电、除霜开关、暖风开关以及制动开关，所述控制器(2)的内部输入输出信号有加热室温度传感器(4)的信号，加热驱动器温度传感器(11)的信号，加热驱动器电流传感器(9)的信号I_c，加热驱动器电压传感器(10)的信号V_c，以及加热驱动器电力电子开关(7)的栅极控制信号G；

所述加热室(3)串联在暖风供热管路上；

所述加热驱动器(6)通过高压直流总线连接到高压直流母线(14)上，所述高压直流母线(14)上还连接有燃料电池DC-DC变换器(17)、锂离子动力电池(16)、高压附件控制器(15)和电机控制器(13)。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器，其特征在于，所述控制器(2)通过CAN总线或其它通讯总线与燃料电池系统控制器(18)、燃料电池DC-DC变换器(17)、锂离子动力电池的管理系统、高压附件控制器(15)、电机控制器(13)、整车控制器(19)和空调控制器(20)连接。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器，其特征在于，所述加热室(3)的内部设有高压加热元件(5)，用于加热供热管路中的循环水。

4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器，其特征在于，所述加热驱动器(6)内部设有滤波平滑电容(8)，用于消除高压直流总线上的毛刺信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种氢燃料电池汽车用制动能量捕捉器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)：所述制动能量捕捉器(1)满足进入工作状态的条件：

暖风开关和/或除霜开关闭合；

车辆处于制动状态，制动开关闭合；

S2):所述控制器(2)通过CAN总线或其它通讯总线与氢燃料电池汽车的其它控制系统进行信息交换和传输的信息,包括：

当前锂离子动力电池(16)的最大允许充电功率P_{b_max_chg}；

当前锂离子动力电池(16)的开路电压U_b0；

当前锂离子动力电池(16)的直流充电内阻R_{b_chg}；

当前燃料电池系统的怠速功率P_{fc_idle}；

当前高压附件的功率P_acc；

当前暖风系统的加热需求功率P_{h_req}；

当前驱动电机(12)的最大回馈制动发电功率P_{reg_limit}；

S3)：所述控制器(2)分析得到以下控制参数：

制动能量回馈需求功率P_{reg_req}；

制动能量捕捉器加热功率P_{h_avail}；

高压直流母线控制电压U_{bus_ctrl}；

制动能量捕捉器工作电流I_{h_ctrl}；

S4)：在每个运行周期内，所述控制器(2)通过CAN总线或其它通讯总线请求整车控制器(19)向电机控制器(13)发出将制动回馈功率大小控制在Preg_req的指令，同时控制器(2)根据加热驱动器电压传感器(10)和加热驱动器电流传感器(9)的反馈信号，输出一定占空比的栅极控制信号G给加热驱动器电力电子开关(7)的控制栅极，通过控制IGBT的接通和关断，将流过加热室(3)中的加热元件(5)的电流大小控制为Ih_ctrl，并将高压直流母线(14)的电压维持在Ubus_ctrl水平上。