[发明专利]一种燃料电池电动汽车电力耦合驱动系统及其控制方法

说明书

燃料电池电动汽车电力耦合驱动系统及其控制方法，包括整车控制器、燃料电池系统、峰值电源、控制峰值电源充放电的电能转换器、电机和电机驱动器、被电机带动的传动系统；电机驱动器，燃料电池系统和电能转换器都连接在电力传输线上；整车控制器的信号输入输出端通过采集多种控制信号和状态数据控制燃料电池系统、电能转换器和电机驱动器。系统部件的设计是通过相应公式及大小关系计算得到，并且考虑了电机所需的功率输出、燃料电池系统的额定功率和传动系统的传动比。基于该系统硬件提出的控制方法保证了峰值电源和燃料电池间的耦合效果，提高了燃料电池的寿命，并更好的解决了现有技术无法吸收汽车在减速制动时产生的二次能量的问题。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种燃料电池电动汽车电力耦合驱动系统及其控制方法。

背景技术

传统内燃机汽车是现代科技的最伟大的成就之一，满足了人们的日常交通生活。然而，随着汽车产业的发展，汽车保有量的增加已导致严重的环境污染和燃油资源问题，致使全球气候变暖加剧。为解决上述问题，国家政府倡导高效，清洁，安全交通，许多汽车制造商大力发展电动汽车，使得可再生能源得到大力发展，电动汽车开始逐步代替传动的内燃机汽车。燃料电池具有很高的储能密度，在电能产生过程中无污染，被广泛应用于电动汽车中。然而，燃料电池的输出电压较低，且随着负载电流的变化，输出电压幅度变化较大；电动汽车在运行过程中，负载波动较大，因此会引起燃料电池输出电压变化较大。

若驱动系统仅用燃料电池供电，则系统动态性能较差。并且，燃料电池的功率密度较低，为达到峰值功率，满足要求的燃料电池的体积和重量将会很大。此外，完成一个完整的驾驶循环，燃料电池承受大功率变化率的负载波动和长时间处在空载闲置状态，引起燃料电池降级，降低其使用寿命。更重要的是，系统无法吸收汽车在减速制动时产生的二次能量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一种通过增加峰值电源系统，并根据多参数信号数据设计燃料电池电动汽车主要部分，并通过控制方法实现峰值电源系统与燃料电池有效电力耦合，解决现有电动汽车运行负载波动较大且系统无法吸收汽车在减速制动时产生的二次能量问题的一种燃料电池电动汽车电力耦合驱动系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明设计的燃料电池电动汽车电力耦合驱动系统包括整车控制器、燃料电池系统、峰值电源、控制峰值电源充放电的电能转换器、电机和电机驱动器、被电机带动的传动系统；所述的电机驱动器，燃料电池系统和电能转换器都连接在电力传输线上；所述的整车控制器的信号输入端连接有加速踏板的牵引信号线、制动踏板的制动信号线、传动系统中的转速信号线、燃料电池功率信号线、峰值电源的峰值功率信号线；所述的整车控制器的信号输出端通过电控制信号线连接到所述的燃料电池系统和电能转换器，并且通过电机控制信号线连接电机驱动器。

作为一种优选：电机的功率需要同时满足大于加速性能公式(1)Pt1的值、最高车速性能公式(2)Pt2的值和爬坡性能公式(3)Pt3的值；