[发明专利]一种混合动力机车及其能量平衡控制方法与系统

权利要求书

1.一种混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，所述混合动力机车的混动系统包括氢燃料电池、双向DCDC变换器、动力电池以及充电机；所述氢燃料电池的输出端与所述双向DCDC变换器的第一端电连接，所述双向DCDC变换器的第二端分别与负载、动力电池的输出端电连接，所述动力电池的输入端与所述充电机电连接，所述充电机还与所述负载电连接；所述控制方法包括对双向DCDC变换器前端电压的控制以及对负载前端电压的控制；

对双向DCDC变换器前端电压进行控制的具体实现过程为：

获取双向DCDC变换器前端电压；

当所述双向DCDC变换器前端电压小于预设目标范围的最小值时，所述动力电池通过所述双向DCDC变换器向所述氢燃料电池输送电能，使所述双向DCDC变换器前端电压上升，直到所述双向DCDC变换器前端电压处于预设目标范围内；

当所述双向DCDC变换器前端电压大于预设目标范围的最大值时，所述氢燃料电池通过所述双向DCDC变换器和充电机向所述负载及动力电池输送电能，使所述双向DCDC变换器前端电压下降，直到所述双向DCDC变换器前端电压处于预设目标范围内；

对负载前端电压进行控制的具体实现过程为：

获取动力电池静态电压和负载前端电压；

当所述负载前端电压大于动力电池静态电压与预设电压之和时，控制氢燃料电池的输出功率缓慢降低，同时氢燃料电池通过所述双向DCDC变换器和充电机向所述负载及动力电池输送电能，直到负载需求功率与氢燃料电池的输出功率平衡；

当所述负载前端电压小于等于动力电池静态电压与预设电压之和时，控制氢燃料电池的输出功率缓慢升高，同时控制动力电池向负载输出功率，直到负载需求功率与氢燃料电池和动力电池的输出功率平衡。

2.如权利要求1所述的混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，在获取双向DCDC变换器前端电压之前还包括启动氢燃料电池的步骤，该步骤的具体实现过程为：

控制所述氢燃料电池开启；

双向DCDC变换器启动，所述动力电池通过所述双向DCDC变换器向所述氢燃料电池输送电能，同时氢燃料电池自检无故障；

氢燃料电池正常启动，控制氢燃料电池的输出功率缓慢升高，使双向DCDC变换器前端电压上升。

3.如权利要求1或2所述的混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，所述预设目标范围是根据氢燃料电池输出电压范围来确定的。

4.如权利要求1或2所述的混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，所述预设目标范围为580V～620V。

5.如权利要求1或2所述的混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，所述预设电压是根据充电机的电压控制精度和负载前端额定电压来确定的。

6.如权利要求1所述的混合动力机车能量平衡控制方法，其特征在于，所述预设电压为50V。