[发明专利]一种燃料电池发动机控制系统

说明书

本发明提供了一种燃料电池发动机控制系统，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术低温启动时间过长、功率响应速率过慢、开关机次数过多的问题。该系统包括燃料电池发动机、双向DC‑DC变压器、磷酸铁锂动力电池、钛酸锂电池、换热器和控制器。其中，燃料电池发动机的供电端与磷酸铁锂动力电池连接，并经双向DC‑DC变压器与钛酸锂电池连接，其换热管路与换热器的支路一连接；钛酸锂电池内部设置换热管路，与换热器的支路二连接。控制器，用于启动时控制钛酸锂电池通过双向DC‑DC变压器向燃料电池发动机中BOP供电；启动后控制换热器进入工作模式，以使燃料电池发动机产生的热量给磷酸铁锂动力电池快速升温；在怠速工况下，控制燃料电池发动机给钛酸锂电池充电。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池发动机控制系统。

背景技术

随着传统汽车对环境的污染问题日渐突出，纯电动汽车充电时间过长、续航里程受限等问题的不断暴露，氢燃料电池由于具有零污染、高效率、续航里程长的优点被广泛应用于汽车领域。

氢燃料电池汽车作为新能源汽车的一种，其燃料电池发动机和动力电池作为动力系统的核心部件。而在冬季低温情况下，燃料电池发动机低温启动时间过长，功率响应速率过慢，开关机次数过多，严重影响燃料电池发动机的寿命。并且，动力电池在低温情况下无法完成充电。

现有燃料电池发动机控制系统在低温情况下无怠速模式，功率响应速率较慢，开关机次数过多。并且，车用磷酸铁锂类动力电池在低温情况下，无法充电，无余热利用，升温时间过长。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种燃料电池发动机控制系统，用以解决现有燃料电池发动机低温启动时间过长、功率响应速率过慢、开关机次数过多的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池发动机控制系统，包括燃料电池发动机、双向DC-DC变压器、磷酸铁锂动力电池、钛酸锂电池、换热器和控制器；

燃料电池发动机的供电端与磷酸铁锂动力电池连接，并经双向DC-DC变压器与钛酸锂电池连接，其换热管路与换热器的支路一连接；钛酸锂电池内部设置换热管路，所述换热管路与换热器的支路二连接；

控制器，用于发动机启动时，控制钛酸锂电池通过双向DC-DC变压器向燃料电池发动机中BOP（辅助系统）供电，直到启动成功；发动机启动后，控制换热器进入工作模式，以使燃料电池发动机产生的热量给磷酸铁锂动力电池快速升温；以及，在怠速工况下，控制燃料电池发动机通过双向DC-DC变压器给钛酸锂电池充电。

上述技术方案的有益效果如下：在燃料电池发动机低温启动的时候，通过耐低温的小容量钛酸锂电池、双向DC-DC变压器给燃料电池发动机中BOP供电。当燃料电池发动机启动后，耐低温的小容量钛酸锂电池作为怠速工况下燃料电池的负载，通过双向DC-DC变压器给钛酸锂电池充电。在冬季低温情况，工作在怠速模式时，当整车需要大功率输出时，快速响应系统的功率需求，提高了系统的响应速度，减少了燃料电池的开关机次数，提高了燃料电池的寿命。同时，利用燃料电池发动机的余热给磷酸铁锂动力电池快速升温，缩短了动力电池升温的时间，提高了燃料电池系统的能量利用效率。

基于上述系统的进一步改进，该系统还包括DC-DC升压器；其中，

DC-DC升压器的低压输入端与燃料电池发动机的供电端连接，高压输出端一与燃料电池发动机中BOP供电端连接，高压输出端二分别与双向DC-DC变压器的一个端口、钛酸锂电池的供电端连接。

上述进一步方案的有益效果如下：增加了DC-DC升压器后，可有效降低对燃料电池发动机的输出电压的要求。

进一步，所述控制器包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元；

所述数据采集单元进一步包括：

电流、电压或功率传感器，设于燃料电池发动机的供电端，用于采集燃料电池发动机的输出电流或功率，发送至数据处理与控制单元；