燃料电池混合电源能量管理方法技术

技术编号:8216761 阅读:276 留言:0更新日期:2013-01-17 18:42
本发明专利技术提供了一种燃料电池混合电源能量管理方法,包括步骤:初始化;根据测量的蓄能装置电压和DCDC变换单元输出实际电流来控制DCDC变换单元的输出电流,响应负载状态的变化引起的能量需求,同时保证蓄能装置在最佳的荷电状态;发送电流设定指令给DCDC变换单元。本发明专利技术不再采用SOC计算模式,系统不再依赖于电流的传感器的准确性、可靠性;并且本发明专利技术兼容性强、可靠性高、实用性强、输出电压稳定,同一系统可以适用于更多的型号不同的车辆(叉车),不需要校正参数,通过提前设置参数来对电池容量下降回带来的提前修正,保证了系统的长期的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池,具体地,涉及。
技术介绍
经对现有技术的检索,检索到如下文献申请号为“200310103253. 3”、名称为“燃料电池混合动力系统的功率分配方法”的中国专利技术专利申请所公开的燃料电池电源控制原理为采用SOC计算,根据测量负载控制信号(如,油门信号)和动力电池SOC (荷电状态)来控制燃料电池DCDC的输出,满足负载系统、燃料电池系统和动力电池组充电状态的能量需求。申请号为“201010108281. 4”、名称为“基于燃料电池的混合动力装置的能量管理系统”的中国专利技术专利申请所公开的燃料电池电源控制方法同样采用SOC计算,其中,荷电状态(SOC)计算公式如下sot {k; = (BC K soc{k - I) - : iCM dr + /上Ji- dt)/BC在上述计算式中,BC代表电池容量,soc (k)代表电池当前时刻的SOC值,soc (k-1)代表前一时刻的SOC值、iout代表电池放电电流、iin代表电池充电电流。 由上式可知,SOC计算是根据采集的电池电流数据、设定的电池容量数据,基于积分算法,在实际使用时再根据实际电池容量、电池电压、温度进行修正得到蓄电池的荷电状态(SOC)的一种算法。该专利技术申请存在如下不足I、上述控制方法都依赖于SOC计算;而30(计算精确度依赖于精确的电流数据,电流数据的准确性则取决于电流测量装置的准确度、灵敏度、稳定性;然而,电流测量装置也存在误差;因此,SOC计算方法只能是近似估算蓄能装置荷电状态。现有的使用SOC计算方法的车载燃料电池系统为了取得相对精确的电流值,采用了双量程的电流传感器;然而,双量程的电流传感器并不能准确地覆盖全量程,同时也无法避免电流传感器零点漂移,因此需要经常校正电流传感器。这种情况下,燃料电池公司售出车载燃料电池系统后,不得不定期来校正电流测量装置传感器,产品的不成熟,将直接影响燃料电池车的市场化进程。2、蓄能装置(蓄电池)的容量会随着使用逐渐降低,由公式可知,要想得到准确的得到S0C,必须要有准确的蓄能装置容量数值。因此,必须要对蓄能装置(蓄电池)的容量进行校正,该校正也只能是模糊的估算。因此,采用SOC计算方法是无法精确地进行燃料电池系统能量管理。3、叉车工作时电流输出波动幅度大。燃料电池大巴、燃料电池轿车上作为辅助动力使用的蓄能装置(蓄电池)电压往往是数百伏,电流范围为负几十安培到正几十安培;电流范围小的情况下,蓄电池电流值准确度相对较高,在这种工况下,使用SOC计算方法尽管仍不如本专利技术的方法,却还强差人意。燃料电池叉车上作为辅助动力使用的蓄能装置(蓄电池)电压往往只有几十伏,电流范围却波动极大。例如常用的电压标称24V、工作时电流范围为-500 500A ;电压标称36V、工作时电流范围-800 1000A,电压标称48V,电流范围-600 800A。这是由于,燃料电池叉车工作时,由于不断的举起货物,加速行驶,刹车等;造成蓄电池输出电流频繁的由几个安培逐渐增加到几百安培甚至上千安培,又由输出上千安培转为充入几百安培。电流范围大,很难准确 的测量得到电流值;同时,叉车工作时电流输出的波动频率高更进一步使得实时准确测量电流变得非常困难;而SOC的积分算法也会不断放大偏差。因此,在燃料电池叉车上采用SOC计算方法是无法精确地进行燃料电池系统能量管理。4、能量回收的问题,保护问题。带有能量回收系统的燃料电池车(如申请号为“200310103253. 3”、名称为“燃料电池混合动力系统的功率分配方法”),在车辆制动进行能量回收时,制动产生的能量充入蓄能装置,电流往往高达数百安培,有的甚至达到1000A的电流,那么将会出现蓄能装置电压急剧上升,同时电缆、接头、继电器等回收制动时电流经过的电路内阻都会引起车辆电压升高;如果蓄电池电压超出蓄能装置保护电压,或是车辆电压超出车辆的保护电压,系统或车辆会切断对外连接的继电器来实现设备保护,切断继电器造成蓄能装置无法继续吸收制动能量,制动无法正常进行,车辆就会失控甚至会造成事故。为了能量回收时,蓄能装置电压不超出蓄能装置保护电压,或车辆电压不超出车辆的保护电压,必须控制蓄能装置的实际荷电状态(SOC)处于正好或是较低的数值。然而,SOC计算是基于测得的蓄电池电流数值以及蓄电池实际容量,由于蓄电池电流数据、蓄电池实际容量无法精确测得,造成SOC计算方法无法得到实际SOC数值,当出现SOC测量值低于实际数值时,蓄能装置实际荷电状态(SOC)处于较高数值,蓄能装置电压将超出蓄能装置保护电压,或车辆的保护电压;这将对燃料电池车辆构成安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术的目的是提供一种。根据本专利技术的一个方面,提供一种,包括如下步骤步骤S201 :进行初始化,具体地,首先获取如下参数的数值-DCDC 电流第一设定值 Isetmin,-蓄能装置电压第一设定值Umax,-蓄能装置电压第二设定值Umin,_DO)C 电流偏离允许值 Ipermissible,-D⑶C允许输出的最大电流设定值Imax,然后令D⑶C电流设定值Iset等于所述D⑶C电流第一设定值Isetmin ;步骤S202 :获取蓄能装置电压Ustorage、以及EOC变换单元实际输出电流Idcdc,根据如下公式(I)计算DCDC电流偏离值Ideviation Ideviation=Iset-Idcdc公式(I);步骤S203 :符合如下情况的则相应进入步骤S204、步骤S205、或者步骤S206 -若蓄能装置电压Ustorage大于等于蓄能装置电压第一设定值Umax,则进入步骤S204,-若蓄能装置电压Ustorage小于等于蓄能装置电压第一设定值Umin,则进入步骤S205,-若蓄能装置电压Ustorage小于蓄能装置电压第一设定值Umax且大于蓄能装置电压第一设定值Umin,并且D⑶C电流偏离值Ideviation大于等于D⑶C电流偏离允许值Ipermissible,则进入步骤 S206, -若蓄能装置电压Ustorage小于蓄能装置电压第一设定值Umax且大于蓄能装置电压第一设定值Umin,并且ECDC电流偏离值Ideviation小于ECDC电流偏离允许值Ipermissible,则进入步骤 S207 ;步骤S204 :如果D⑶C电流设定值Iset大于D⑶C电流第一设定值Isetmin,则逐步降低D⑶C电流设定值Iset,然后进入步骤S207 ;如果D⑶C电流设定值Iset小于等于D⑶C电流第一设定值Isetmin,那么令ECDC电流设定值Iset等于所述D⑶C电流第一设定值Isetmin,然后进入步骤S207 ;步骤S205 :如果ECDC电流设定值Iset小于ECDC允许输出的最大电流设定值Imax,则增大D⑶C电流设定值Iset,然后进入步骤S207 ;如果D⑶C电流设定值Iset大于等于D⑶C允许输出的最大电流设定值Imax,那么令D⑶C电流设定值Iset等于D⑶C允许输出的最大电流设定值Imax,然后进入步骤S207 ;步骤S206 :如果DCDC电流设定值Iset大于DCDC电流第一设定值Isetmin,则以最快速度降低DCDC电流设定值Iset,然后进入步骤S207 ;如果DCDC电流本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种燃料电池混合电源能量管理方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S201:进行初始化,具体地,首先获取如下参数的数值:?DCDC电流第一设定值Isetmin,?蓄能装置电压第一设定值Umax,?蓄能装置电压第二设定值Umin,?DCDC电流偏离允许值Ipermissible,?DCDC允许输出的最大电流设定值Imax,然后令DCDC电流设定值I?set等于所述DCDC电流第一设定值Isetmin;步骤S202:获取蓄能装置电压Ustorage、以及DCDC变换单元实际输出电流Idcdc,根据如下公式(1)计算DCDC电流偏离值Ideviation:Ideviation=Iset?Idcdc????????????公式(1);步骤S203:符合如下情况的则相应进入步骤S204、步骤S205、或者步骤S206:?若蓄能装置电压Ustorage大于等于蓄能装置电压第一设定值Umax,则进入步骤S204,?若蓄能装置电压Ustorage小于等于蓄能装置电压第一设定值Umin,则进入步骤S205,?若蓄能装置电压Ustorage小于蓄能装置电压第一设定值Umax且大于蓄能装置电压第一设定值Umin,并且DCDC电流偏离值Ideviation大于等于DCDC电流偏离允许值Ipermissible,则进入步骤S206,?若蓄能装置电压Ustorage小于蓄能装置电压第一设定值Umax且大于蓄能装置电压第一设定值Umin,并且DCDC电流偏离值Ideviation小于DCDC电流偏离允许值Ipermissible,则进入步骤S207;步骤S204:如果DCDC电流设定值Iset大于DCDC电流第一设定值Isetmin,则逐步降低DCDC电流设定值Iset,然后进入步骤S207;如果DCDC电流设定值Iset小于等于DCDC电流第一设定值Isetmin,那么令DCDC电流设定值Iset等于所述DCDC电流第一设定值Isetmin,然后进入步骤S207;步骤S205:如果DCDC电流设定值Iset小于DCDC允许输出的最大电流设定值Imax,则增大DCDC电流设定值Iset,然后进入步骤S207;如果DCDC电流设定值Iset大于等 于DCDC允许输出的最大电流设定值Imax,那么令DCDC电流设定值Iset等于DCDC允许输出的最大电流设定值Imax,然后进入步骤S207;步骤S206:如果DCDC电流设定值Iset大于DCDC电流第一设定值Isetmin,则以最快速度降低DCDC电流设定值Iset,然后进入步骤S207;如果DCDC电流设定值Iset小于等于DCDC电流第一设定值Isetmin,那么令DCDC电流设定值Iset等于所述DCDC电流第一设定值Isetmin,然后进入步骤S207;步骤S207:发送电流设定指令给DCDC变换单元,其中,所述电流设定指令用于将DCDC变换单元的输出电流设定为DCDC电流设定值Iset;然后返回步骤S202。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:葛栩栩
申请(专利权)人:引峰新能源科技上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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