[发明专利]轨道车辆及其氢能源混合动力牵引控制电路、控制方法

权利要求书

1.一种氢能源混合动力牵引控制电路，应用于轨道车辆，其特征在于，所述控制电路包括：

氢燃料电池模块；

DC/DC变流器，其第一端与所述氢燃料电池模块的输出端连接，其第二端与牵引变流器连接；

锂电池模块，设于所述DC/DC变流器与所述牵引变流器之间；

第一管理单元，与所述氢燃料电池模块的控制端连接，且用于控制氢燃料电池模块的输出功率；

第二管理单元，与所述锂电池模块的控制端连接，且用于监测锂电池模块的SOC状态；

DC/DC变流器控制单元，分别与所述DC/DC变流器、第一管理单元和第二管理单元连接；所述DC/DC变流器控制单元用于获取车辆状态信号以及锂电池模块SOC，根据所述车辆状态信号以及锂电池模块SOC控制DC/DC变流器的工作状态、氢燃料电池模块的输出功率，实现氢燃料电池模块和/或锂电池模块对牵引变流器的供电。

2.根据权利要求1所述的氢能源混合动力牵引控制电路，其特征在于：所述第一管理单元、第二管理单元均通过CAN总线与DC/DC变流器控制单元通讯连接。

3.根据权利要求1或2所述的氢能源混合动力牵引控制电路，其特征在于：所述DC/DC变流器控制单元通过CAN总线与列车控制单元通讯连接，所述列车控制单元与控制手柄、供电模式选择开关连接，所述DC/DC变流器控制单元通过列车控制单元获取所述车辆状态信号，其中所述车辆状态信号包括供电模式信号和控制手柄信号。

4.一种氢能源混合动力牵引控制方法，其特征在于，包括：

当供电模式为混合动力供电、锂电池模块SOC处于正常工作范围内以及控制手柄处于零位时，控制DC/DC变流器处于降压模式，锂电池模块通过DC/DC变流器向氢燃料电池模块供电，为车辆启动做准备；

当供电模式为混合动力供电、以及控制手柄处于牵引位且小功率运行时，根据锂电池模块SOC控制DC/DC变流器的工作模式以及氢燃料电池模块的输出功率，由氢燃料电池模块和/或锂电池模块给牵引变流器供电；其中，所述小功率运行是指控制手柄级位信号小于等于设定值；

当供电模式为混合动力供电、以及控制手柄处于牵引位且大功率运行时，根据锂电池模块SOC控制DC/DC变流器的工作模式以及氢燃料电池模块的输出功率，由氢燃料电池模块和锂电池模块、或锂电池模块给牵引变流器供电；其中，所述大功率运行是指控制手柄级位信号大于设定值；

当供电模式为混合动力供电、以及控制手柄处于制动位时，控制DC/DC变流器限制功率运行或停止，通过第一管理单元控制氢燃料电池模块不对外供电，由锂电池模块吸收制动产生的能量；

优选地，所述设定值为控制手柄深度的70％。

5.根据权利要求4所述的氢能源混合动力牵引控制方法，其特征在于，当供电模式为混合动力供电、以及控制手柄处于牵引位且小功率运行时，根据锂电池模块SOC控制DC/DC变流器的工作模式以及氢燃料电池模块的输出功率的具体实现过程为：

当锂电池模块的SOC≤第一设定阈值时，控制DC/DC变流器处于升压模式，同时通过第一管理单元控制氢燃料电池模块以满功率输出，给牵引变流器供电的同时给锂电池模块充电；

当第一设定阈值＜锂电池模块的SOC≤第二设定阈值时，控制DC/DC变流器处于升压模式，同时通过第一管理单元控制氢燃料电池模块的输出功率等于牵引功率需求与余量之和，给牵引变流器供电的同时给锂电池模块充电；

当第二设定阈值＜锂电池模块的SOC≤100％时，控制DC/DC变流器处于停止状态，通过第一管理单元控制氢燃料电池模块不对外供电，由锂电池模块给牵引变流器供电。

6.根据权利要求5所述的氢能源混合动力牵引控制方法，其特征在于，在将所述氢燃料电池模块的当前输出功率调整至目标输出功率的过程中，由锂电池模块和氢燃料电池模块共同给牵引变流器供电；

在所述氢燃料电池模块的输出功率达到目标输出功率时，氢燃料电池模块给牵引变流器供电的同时给锂电池模块充电；

其中，所述目标输出功率为满功率或牵引功率需求与余量之和。