[发明专利]增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统、方法及车辆

权利要求书

1.一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，包括：

两组或两组以上的动力系统，每一组动力系统包括燃料电池单元、升压电路和动力电池单元，所述燃料电池单元的输出经过升压电路后与动力电池单元连接；相邻组动力系统的燃料电池单元的输出端之间连接开关元件；

控制单元，被配置为当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，选择与其相邻组的动力系统，并控制相应的开关元件闭合，以实现相邻组燃料电池单元为故障组的动力电池单元进行充电或者为故障组牵引变流器输出设定的功率；

当第一氢动力系统的第一燃料电池单元发生故障时，自动切除第一燃料电池单元；同时，确定第二氢动力系统为其相邻组；闭合第一开关元件，此时，第二燃料电池单元能够同时输出给第一DC/DC电路和第二DC/DC电路，第二燃料电池单元的输出功率为第一DC/DC电路的给定功率与第二DC/DC电路的给定功率之和；

当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，如果车辆处于牵引工况，则由故障组动力系统的动力电池单元和相邻组燃料电池单元共同为故障组的牵引变流器提供所需功率；

当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，如果车辆处于匀速、惰行或停车工况，则由相邻组的燃料电池单元为故障组的牵引变流器提供牵引供电，同时为故障组的动力电池单元和该相邻组的动力电池单元进行充电；

当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，如果车辆处于制动工况，则相邻组的燃料电池单元降载为最小输出功率，由再生制动反馈能量给动力电池单元充电。

2.如权利要求1所述的一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，每一组动力系统对应一套牵引变流器；每一组动力系统中，动力电池单元的放电能力能够至少满足牵引变流器的功率需求。

3.如权利要求1所述的一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，相邻组燃料电池单元的输出功率等于相邻组升压电路的给定功率与故障组升压电路的给定功率之和。

4.如权利要求3所述的一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，相邻组升压电路的给定功率和故障组升压电路的给定功率分别依据与其连接的动力电池单元的 SOC大小确定。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，选择与其相邻组的动力系统时，如果与其相邻的只有一组动力系统，则选择该组作为相邻组；如果与其相邻的有两组动力系统，则选择两组动力系统中动力电池SOC大的一组作为相邻组。

6.一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制方法，所述故障控制方法采用如权利要求1-5任一项所述增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统，其特征在于，包括：

当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，选择与其相邻组的动力系统，并控制相邻组动力系统的燃料电池单元为故障组的动力电池单元进行充电。

7.如权利要求6所述的一种增程式燃料电池混合动力系统故障控制方法，其特征在于，当某一组动力系统的燃料电池单元故障时，如果车辆处于牵引工况，则由故障组动力系统的动力电池单元和相邻组燃料电池单元共同为故障组的牵引变流器提供所需功率；

如果车辆处于匀速、惰行或停车工况，则由相邻组的燃料电池单元为故障组的牵引变流器提供牵引供电，同时为故障组的动力电池单元和该相邻组的动力电池单元进行充电；

如果车辆处于制动工况，则相邻组的燃料电池单元降载为最小输出功率，由再生制动反馈能量给动力电池单元充电。

8.一种轨道交通车辆，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的增程式燃料电池混合动力系统故障控制系统；或者，采用权利要求6-7任一项所述的增程式燃料电池混合动力系统故障控制方法，实现对燃料电池单元的故障控制。