[发明专利]一种高温SOFC电动汽车能量管理智能控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种高温SOFC电动汽车能量管理智能控制系统及方法，该系统包括燃料电池堆、能量传输模块、驱动模块、能量储存模块、充电模块、加热模块、氧化剂供给系统、燃料系统及控制模块；燃料电池堆通过能量传输模块与驱动模块连接，并通过充电模块与能量储存模块连接，还与氧化剂供给系统连接；能量存储模块通过能量传输模块与驱动模块连接，并通过加热模块与燃料电池堆连接，控制模块用于控制整个系统的工作状态。本发明电动汽车的能量由高温SOFC和超级电容共同供电，通过模糊控制实现能量的高效、稳定的传输与转换。同时，高温SOFC的运行温度采用模糊控制算法，实现温度可靠控制。

技术领域

本发明涉及燃料电池能量控制装置及控制方法，特别是涉及一种高温SOFC电动汽车能量管理智能控制系统及方法。

背景技术

随着经济和科技的发展，世界各国都在大力发展电动汽车。英国计划2040年全面停止燃油汽车，中国长安股份汽车有限公司计划2025年停止生产燃油汽车，因此电动汽车将迎来全面大发展时期。亚洲电动汽车之父-陈清泉院士提出电动汽车发展经历的几个阶段。首先是混合动力电动汽车，如丰田普锐斯混合动力电动汽车，目前这种混动技术在日本非常流行，丰田、本田很多车型都采用这种技术，目前该技术已经非常成熟，美国、欧洲其他车型也在使用该技术。其次是电动汽车，目前较为代表的车型是特斯拉电动汽车，我国也在大力推行电动汽车项目。

但是，陈清泉院士指出，电动汽车最终发展的产品是燃料电池汽车。因为目前的电动汽车需要充电，我国电能的来源主要还是来自火力发电，同时充电问题也非常困难。而燃料电池电动汽车，就像每台汽车上安装一台高效率的发电机，最终解决动力问题。

但是燃料电池技术受到成本、技术等难题，还处于研发阶段，特别是高温固体氧化物燃料电池，高温固体氧化物燃料电池效率非常高。将高温固体氧化物燃料电池系统应用到电动汽车中有热能、发电、用电等能源转换过程，系统较为复杂，能量控制尤为重要。

发明内容

发明目的：针对上述现有的电动汽车充电设备存在的不足，本发明的目的是提供一种高温SOFC电动汽车能量管理智能控制系统及方法，基于燃料电池技术与超级电容技术，实现电动汽车高效能量管理控制。

技术方案：本发明的一种高温SOFC电动汽车能量管理智能控制系统，该系统包括：燃料电池堆、能量传输模块、驱动模块、能量储存模块、充电模块、加热模块、氧化剂供给系统、燃料系统及控制模块；所述燃料电池堆通过能量传输模块与驱动模块连接，并通过充电模块与能量储存模块连接，所述燃料电池堆还与氧化剂供给系统连接；所述能量存储模块通过能量传输模块与驱动模块连接，并通过加热模块与燃料电池堆连接，所述控制模块用于控制整个系统的工作状态。

进一步的，所述燃料电池堆为高温固体氧化物燃料电池堆，其包括：燃料电池堆本体、保温层和电加热层；

所述燃料电池堆本体外部安装电加热器，电加热器的外部安装保温层；所述燃料电池堆上还设置有正极、负极、氧化剂进口、氧化剂出口、燃料进口以及燃料出口

所述燃料电池堆的正负极通过能量传输模块与驱动模块连接，并通过充电模块与能量储存模块的正负极连接，所述燃料电池堆的氧化剂进口和氧化剂出口与氧化剂供给系统连接。

更进一步的，所述燃料系统包括氢气储存罐，所述氢气储存罐通过电控阀门与所述燃料电池堆的燃料出口连接。

进一步的，所述能量传输模块包括双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器，所述双向DC/AC变换器的正极与燃料电池堆的正极连接，中间串联电力二极管，所述双向DC/AC变换器的负极与燃料电池堆的负极连接；所述双向DC/AC变换器的正负极与能量储存模块的正负极并联，中间串联双向DC/DC变换器；所述双向DC/AC变换器的输出端与驱动模块的电源端口连接。