[发明专利]一种燃料电池动力系统及其输出功率控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池动力系统，其特征在于，包括燃料电堆单元、电池管理单元、储能单元和空压机，所述空压机的出口与所述燃料电堆单元的空气入口连通，用于向所述燃料电堆单元提供高压空气，所述电池管理单元分别与所述储能单元、所述燃料电堆单元电连接，用于控制所述储能单元、所述燃料电堆单元的输出功率，所述储能单元与所述空压机电连接，所述储能单元用于为所述空压机提供电能，并存储所述空压机的多余电能。

2.根据权利要求1所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料电池动力系统还包括输出功率监测单元，所述输出功率监测单元与所述电池管理单元电连接，并用于向所述电池管理单元传递输出功率信号。

3.根据权利要求2所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述输出功率监测单元还与所述空压机电连接，并用于向所述空压机传递输出功率信号。

4.根据权利要求1所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料电池动力系统还包括燃料单向DC/DC变换器，所述燃料电堆单元通过所述燃料单向DC/DC变换器与所述电池管理单元电连接，用于向所述电池管理单元提供直流电能。

5.根据权利要求4所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述燃料电池动力系统还包括外部负载，所述外部负载与所述电池管理单元电连接，所述电池管理单元还用于向所述外部负载提供电能。

6.根据权利要求1所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述储能单元包括储能电池和储能单向DC/DC变换器，所述储能电池通过储能单向DC/DC变换器与所述电池管理单元电连接。

7.根据权利要求6所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述储能单元还包括具有动能回收功能的电机控制器，所述储能电池通过所述电机控制器与所述空压机电连接。

8.一种燃料电池动力系统的输出功率控制方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任意一项所述的燃料电池动力系统，包括如下步骤：

采用电池管理单元获取燃料电池动力系统的目标输出功率；

所述电池管理单元根据所述目标输出功率确定空压机控制信号，并基于所述空压机控制信号调节空压机的运行参数，燃料电堆单元的输出功率与储能单元的输出功率之和为实际输出功率，使所述实际输出功率趋于目标输出功率；

其中，所述空压机控制信号与所述目标输出功率之间符合预设的输出函数；

所述控制方法还包括：

采用所述电池管理单元获取所述燃料电池动力系统输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息；

所述燃料电池动力系统的电气回路根据所述偏离信息进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上。

9.根据权利要求8所述的燃料电池动力系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述一类变量为所述燃料电池动力系统的输出电流或输出电流密度，或由此计算得到的变量，所述燃料电池动力系统的输出电流根据所述燃料电池单元的输出电流和所述储能单元的输出电流确定，所述燃料电池动力系统的输出电流密度根据所述燃料电池单元的输出电流密度和所述储能单元的输出电流密度确定；

所述二类变量为所述燃料电池动力系统的输出电压、输出功率或内阻补偿输出电压，或由此计算得到的变量，所述燃料电池动力系统的输出电压根据所述燃料电池单元的输出电压和所述储能单元的输出电压确定，所述燃料电池动力系统的输出功率根据所述燃料电池单元的输出功率和所述储能单元的输出功率确定，所述燃料电池动力系统的内阻补偿输出电压根据所述燃料电池单元的内阻补偿输出电压和所述储能单元的内阻补偿输出电压确定。

10.根据权利要求8所述的燃料电池动力系统的输出功率控制方法，其特征在于，所述空压机控制信号为空压机扭矩、转速、电流、功率或PWM占空比，或由此计算得到的变量。