CN111942234A - 机车动力装置的控制方法、机车动力装置和机车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机车动力装置的控制方法、机车动力装置和机车，所述机车动力装置具有锂离子电池模块、氢燃料电池模块，所述控制方法包括：获取机车当前运行所需的运行功率值；获取所述锂离子电池模块的实时荷电值；根据所述锂离子电池模块的实时荷电值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值；根据所述运行功率值和氢燃料电池模块的输出功率值，得到锂离子电池模块的输出功率值；氢燃料电池模块根据氢燃料电池模块的输出功率值向牵引电机和锂离子电池模块输出电能，锂离子电池模块根据锂离子电池模块的输出功率值向牵引电机输出电能。该机车动力装置的控制方法能够解决锂离子电池模块的反复充放问题，并且能够提高机车动力装置的整体能量利用效率。

Description

机车动力装置的控制方法、机车动力装置和机车
技术领域
本发明涉及机车技术领域，尤其涉及一种机车动力装置的控制方法、机车动力装置和机车。
背景技术
目前，在机车技术领域中，通常采用简单的逻辑门限控制机车动力装置的能量分配。该简单逻辑门限控制方式为：设定一个氢燃料电池的最大放电功率值，当车辆的运行功率超过氢燃料电池模块的最大放电功率值时，则使用锂离子电池进行动力补充。这种控制方式过于粗放，并且由于氢燃料电池不仅向机车提供动力，还给锂离子电池充电，从而当氢燃料电池处于最大放电功率值时，会实时向锂离子电池模块充电，从而造成了会导致锂离子电池不断的充电和放电，也因此造成大量能量消耗在电池的内阻发热中，使得整车的整体能量利用效率不高。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够提高机车整体能量利用效率的机车动力装置的控制方法、机车动力装置和机车。
本发明第一方面提供了一种机车动力装置的控制方法，所述机车动力装置具有锂离子电池模块和氢燃料电池模块，所述控制方法包括：
获取机车当前运行所需的运行功率值；
获取所述锂离子电池模块的实时荷电值；
根据所述锂离子电池模块的实时荷电值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值；
根据所述运行功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值；
根据所述氢燃料电池模块的输出功率值控制所述氢燃料电池模块向牵引电机和所述锂离子电池模块输出电能，根据所述锂离子电池模块的输出功率值控制所述锂离子电池模块向所述牵引电机输出电能。
在本发明的一种示例性实施例中，所述根据所述锂离子电池模块的实时荷电值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值，包括：
获取所述氢燃料电池模块的最大输出功率值；
设置所述锂离子电池模块的荷电值的第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值，且所述第一阈值大于或等于0，所述第二阈值小于或等于1；
根据所述第一阈值，设置所述氢燃料电池模块的第一输出功率值；
根据所述第二阈值，设置所述氢燃料电池模块的第二输出功率值；
根据所述氢燃料电池模块的最大输出功率值、所述锂离子电池模块的实时荷电值、所述第一阈值、所述第二阈值、所述第一输出功率值和所述第二输出功率值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值。
在本发明的一种示例性实施例中，所述根据所述氢燃料电池模块的最大输出功率值、所述锂离子电池模块的实时荷电值、所述第一阈值、所述第二阈值、所述第一输出功率值和所述第二输出功率值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值，包括：
当所述锂离子电池模块的实时荷电值小于或等于所述第一阈值时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝Phmax，
其中，所述Ph为所述氢燃料电池模块的输出功率值，所述Phmax为所述氢燃料电池模块的最大输出功率值；
当所述锂离子电池模块的实时荷电值大于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝[(Ph1－Ph2)(SOCi－SOC1)/(SOC2－SOC1)]+Ph2,
其中，Ph1为所述第一输出功率值，Ph2为所述第二输出功率值，SOCi为所述锂离子电池模块的实时荷电值，SOC1为所述第一阈值，SOC2为所述第二阈值；
当所述锂离子电池模块的实时荷电值大于所述第二阈值且小于1时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝Ph2(SOCi－SOC2)/(1－SOC2)。
在本发明的一种示例性实施例中，所述机车动力装置还具有牵引变流器模块，所述根据所述运行功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值，包括：
根据所述运行功率值，得到所述牵引变流器模块的输出功率值；
根据所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值。
在本发明的一种示例性实施例中，所述根据所述运行功率值，得到所述牵引变流器模块的输出功率值，包括：
获取所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值；
比较所述运行功率值的绝对值与所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值的大小；
当所述运行功率值的绝对值小于或等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述运行功率值；
当所述运行功率值的绝对值大于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和。
在本发明的一种示例性实施例中，所述根据所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值，包括：
当所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述运行功率值时，所述锂离子电池模块的输出功率值为所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值的差值；
当所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和时，所述锂离子电池模块的输出功率值为所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值。
本发明第二方面提供了一种机车动力装置，所述机车可以具有机车司机控制器手柄，所述机车动力装置包括：
牵引电机；
锂离子电池模块，具有第一正极、第一负极、第一信号传输端和第二信号传输端，所述第一正极和所述第一负极与所述牵引电机连接；
氢燃料电池模块，具有第二正极、第二负极和第三信号传输端，所述第二正极和所述第二负极与所述牵引电机连接；
电池管理模块，具有第一接收端和第一发送端，所述第一接收端与所述第一信号传输端连接；
能量控制模块，具有第二接收端、第三接收端、第二发送端和第三发送端，所述第二接收端与第一发送端连接，所述第三接收端与所述机车司机控制器手柄连接，所述第二发送端与所述第二信号传输端连接，所述第三发送端与所述第三信号传输端连接；
其中，所述第一正极与所述第二正极连接，所述第一负极与所述第二负极连接。
在本发明的一种示例性实施例中，所述能量控制模块还具有第四发送端，所述机车动力装置还包括：
牵引变流器模块，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第四信号传输端，所述第一输入端与所述第一正极和所述第二正极连接，所述第二输入端与所述第一负极和所述第二负极连接，所述第一输出端与所述牵引电机连接，所述第四信号传输端与所述第四发送端连接。
在本发明的一种示例性实施例中，所述氢燃料电池模块，包括：
氢燃料电堆，具有第三正极和第三负极；
电流变换器，具有第三输入端、第四输入端、第二输出端、第三输出端和第五信号传输端，所述第三输入端与所述第三正极连接，所述第四输入端与所述第三负极连接，所述第二输出端与所述第二正极连接，所述第三输出端与所述第二负极连接，所述第五信号传输端与所述第三信号传输端连接。
本发明第三方面提供了一种机车，所述机车包括上述任一项所述的机车动力装置。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明所提供的机车动力装置的控制方法，通过获取锂离子电池模块的实时荷电值能够得知锂离子电池模块的实时荷电状态。通过锂离子电池模块的实时荷电值来计算氢燃料电池模块的输出功率值，从而能够通过锂离子电池模块的实时荷电状态来决定氢燃料电池模块的输出功率值。再通过机车运行所需要的运行功率值和氢燃料电池模块的输出功率值，从而得到锂离子电池模块的输出功率值。
从而，本发明能够防止锂离子电池模块工作时氢燃料电池模块一直处于最大输出功率的状态，也就因此能够有效防止锂离子电池的反复或者过量充放，使得能量在机车动力装置中的损耗减少，电池内阻发热减少，进而使得整车的能量利用效率有了大幅度的提高。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明一示例性实施例的机车动力装置的控制方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明一示例性实施例的机车动力装置的模块化示意图。
附图标记说明：
1、机车司机控制器手柄；2、牵引电机；3、锂离子电池模块；4、氢燃料电池模块；5、电池管理模块；6、能量控制模块；7、牵引变流器模块；41、氢燃料电堆；42、电流变换器。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如：“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本发明首先提供了一种机车动力装置的控制方法，如图1所示，该控制方法能够解决锂离子电池模块的反复充放问题，并且能够提高机车动力装置的整体能量利用效率。上述机车动力装置的控制方法可以包括：
步骤S10、获取机车当前运行所需的运行功率值；
步骤S20、获取锂离子电池模块的实时荷电值；
步骤S30、根据锂离子电池模块的实时荷电值，计算氢燃料电池模块的输出功率值；
步骤S40、根据运行功率值和氢燃料电池模块的输出功率值，得到锂离子电池模块的输出功率值；
步骤S50、根据氢燃料电池模块的输出功率值控制氢燃料电池模块向牵引电机和锂离子电池模块输出电能，根据锂离子电池模块的输出功率值控制锂离子电池模块向牵引电机输出电能。
下面对上述步骤进行详细说明：
在步骤S10中，获取机车当前运行所需的运行功率值，具体地，机车所需的运行功率值可以由机车司机控制器手柄控制，应当理解的是，机车司机可以通过操控机车司机控制器手柄来控制机车的运行功率。本发明通过获取机车运行所需要的运行功率值，可以得出当前机车运行所需要锂离子电池模块和氢燃料电池模块所需要输出的功率值总量。
在步骤S20中，获取锂离子电池模块的实时荷电值，具体地，此处记载的实时荷电值为机车当前运行时锂离子电池模块的荷电值，该荷电值可以为锂离子电池模块的电量。由于锂离子电池模块的荷电值在机车运行过程中时处于动态变化的，所以不用时刻锂离子电池模块的荷电值不同，由此要获取锂离子电池模块的实时荷电值。举例而言，可以通过传感器来获取锂离子电池的实时荷电值，但不限于此，也可以采用其他方式获取，例如：电池管理模块，这均在本发明的保护范围之内。
在步骤S30中，根据锂离子电池模块的实时荷电值，计算氢燃料电池模块的输出功率值。具体地，步骤S30可以包括：
步骤S301、获取氢燃料电池模块的最大输出功率值；
步骤S302、设置锂离子电池模块的荷电值的第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值小于第二阈值，且第一阈值大于或等于0，第二阈值小于或等于1；
步骤S303、根据第一阈值，设置氢燃料电池模块的第一输出功率值；
步骤S304、根据第一阈值，设置氢燃料电池模块的第二输出功率值；
步骤S305、根据氢燃料电池模块的最大输出功率值、锂离子电池模块的实时荷电值、第一阈值、第二阈值、第一输出功率值和第二输出功率值，计算氢燃料电池模块的输出功率值。
在步骤S301中，氢燃料电池模块的最大输出功率值为氢燃料电池模块生产出后的固定值，可以通过直接读取该固定值来获得氢燃料电池模块的最大输出功率值。
在步骤S302中，第一阈值可以为0.05、0.1、0.2，但不限于此，本发明对第一阈值的大小不做限定，只要第一阈值大于或等于0并且小于第一阈值即可。第二阈值可以为0.8、0.9、0.95，但不限于此，本发明对第二阈值的大小不做限定，只要第二阈值小于或等于1并且大于第二阈值即可，这均在本发明的保护范围之内。需要说明的是，本发明中所提到的所有第一阈值均为锂离子电池模块的荷电值的第一阈值；本发明中所提到的所有第二阈值均为锂离子电池模块的荷电值的第二阈值。
在步骤S303和步骤S304中，氢燃料电池模块的第一输出功率值和设置氢燃料电池模块的第二输出功率值可以根据实际需要设定，本发明对此不做限定，均在本发明的保护范围之内。
在上述步骤S305中，当锂离子电池模块的实时荷电值小于或等于所述第一阈值时，氢燃料电池模块的输出功率值可以为：
Ph＝Phmax，
其中，所述Ph为氢燃料电池模块的输出功率值，所述Phmax为氢燃料电池模块的最大输出功率值。
由于当锂离子电池模块的实时荷电值小于第一阈值时，可以表示锂离子电池模块的荷电值不足，即锂离子电池模块的电量不足。此时锂离子电池模块无法为机车供电并且还需要大量补充电能，因此，此时氢燃料电池模块的输出功率可以为氢燃料电池模块的最大输出功率，从而能够在为机车供电的同时快速对锂离子电池模块充电。
当锂离子电池模块的实时荷电值大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，氢燃料电池模块的输出功率值可以为：
Ph＝[(Ph1－Ph2)(SOCi－SOC1)/(SOC2－SOC1)]+Ph2,
其中，Ph1为第一输出功率值，Ph2为第二输出功率值，SOCi为锂离子电池模块的实时荷电值，SOC1为第一阈值，SOC2为第二阈值。
当锂离子电池模块的实时荷电值大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，可以表示锂离子电池模块此时具备一定的荷电值。通过上述计算方式，可以使得氢燃料电池模块的输出功率，随着锂离子电池模块的实时荷电值的变化而线性变化。从而，能够使得氢燃料电池模块既为机车提供电能，又使得锂离子电池模块不会因为充电过快而迅速充满，进而解决了氢燃料电池模块输出功率一直过大或者变化过快而导致锂离子电池模块充电过快或者过量充电的问题，也就因此延长了锂离子电池的寿命，同时防止锂离子电池的反复充放，提高了整车的能量利用效率。
当锂离子电池模块的实时荷电值大于第二阈值且小于1时，氢燃料电池模块的输出功率值可以为：
Ph＝Ph2(SOCi－SOC2)/(1－SOC2)。
当锂离子电池模块的实时荷电值大于第二阈值且小于等于1时，可以表示锂离子电池的荷电值已经处于饱和状态，即：即将充满或者已经充满的状态。通过上述计算方式，能够降低氢燃料电池模块的输出功率，避免锂离子电池出现过充或者氢燃料电池停机的现象。
在本发明的一个实施例中，该机车动力装置还可以具有牵引变流器模块，上述步骤S40可以包括：
步骤S401、根据运行功率值，得到牵引变流器模块的输出功率值；
步骤S402、根据牵引变流器模块的输出功率值和氢燃料电池模块的输出功率值，得到锂离子电池模块的输出功率值。
具体地，在步骤S401中，可以获取锂离子电池模块的动态最大输出功率值，该锂离子电池模块的动态最大输出功率值为锂离子电池模块工作过程中最大的输出功率值。举例而言，可以通过电池管理模块根据锂离子电池模块的实时荷电值来计算该锂离子电池模块的动态最大输出功率值，但不限于此，也可以通过其他方式来得到锂离子电池模块的动态最大输出功率值，这均在本发明的保护范围之内。
进一步的，可以比较运行功率值的绝对值与锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值的大小，需要说明的是，由于运行功率值可能为负值，即当机车前进时机车的运行功率值为正值，当机车制动时机车的运行功率值为负值。所以在此处为了保证计算的准确性，在计算的过程中需要利用运行功率值、锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值的绝对值来进行计算。
当运行功率值的绝对值小于或等于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，牵引变流器模块的输出功率值可以等于运行功率值。可以理解的是，当运行功率值的绝对值小于或等于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，此时机车的运行功率可以被完全满足，因此，此时牵引变流器模块的输出功率值可以达到运行功率值。
当运行功率值的绝对值大于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，牵引变流器模块的输出功率值可以等于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和。可以理解的是，当运行功率值的绝对值大于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，此时机车的运行功率不能够被完全满足，因此，此时牵引变流器模块的输出功率值不能够达到运行功率值，所以，此时牵引变流器模块的输出功率值最高只能够达到锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和。
需要说明的是，当机车前进时牵引变流器模块的输出功率值可以为正值，当机车制动时牵引变流器模块的输出功率值可以为负值。
在上述步骤S402中，当牵引变流器模块的输出功率值等于运行功率值时，锂离子电池模块的输出功率值为牵引变流器模块的输出功率值和氢燃料电池模块的输出功率值的差值。即：
PLi＝Pv－Ph，
其中，PLi为锂离子电池模块的输出功率值，Pv为牵引变流器模块的输出功率值，Ph为氢燃料电池模块的输出功率值。
当牵引变流器模块的输出功率值等于锂离子电池模块的动态最大输出功率值和氢燃料电池模块的最大输出功率值之和时，锂离子电池模块的输出功率值为锂离子电池模块的动态最大输出功率值。即：
PLi＝Pmax，
其中，Pmax为锂离子电池模块的动态最大输出功率值。
本发明通过上述方式，能够合理的利用锂离子电池模块，也就进一步的提高了整车能量利用效率。
在本发明的一个实施例中，可以重复上述各个步骤，从而能够在机车运行的过程中实时控制机车动力装置，使得机车动力装置可以在机车运行过程中一直保持最优的工作状态，从而延长了机车动力装置的寿命，并在机车运行的过程中均保证高的能量利用效率。
通过本发明提供的机车动力装置的控制方法能够防止锂离子电池模块工作时氢燃料电池模块一直处于最大输出功率的状态，也就因此能够有效防止锂离子电池的反复或者过量充放，使得能量在机车动力装置中的损耗减少，电池内阻发热减少，进而使得整车的能量利用效率有了大幅度的提高
本发明第二方面提供了一种机车动力装置，如图2所示，其中，机车可以具有机车司机控制器手柄1，用于控制机车的运行功率。该机车动力装置可以包括牵引电机2、锂离子电池模块3、氢燃料电池模块4、电池管理模块5和能量控制模块6。该机车动力装置能够防止锂离子电池模块3工作时氢燃料电池模块4一直处于最大输出功率的状态，从而能够有效防止锂离子电池的反复或者过量充放，使得能量在机车动力装置中的损耗减少，电池内阻发热减少，进而使得整车的能量利用效率有了大幅度的提高。
具体地，牵引电机2可以为交流牵引电机2，用来给机车提供动力。但本发明对牵引电机2的种类和功率不做限制，例如牵引电机2也可以为直流牵引电机2，可以根据实际情况来选择牵引电机2的种类和功率，这均在本发明的保护范围之内。
锂离子电池模块3可以具有第一正极、第一负极、第一信号传输端和第二信号传输端。其中，第一正极和第一负极可以与牵引电机2连接，以用来为牵引电机2提供电能。需要说明的是，该锂离子电池模块3可以为锂离子电池。
氢燃料电池模块4可以具有第二正极、第二负极和第三信号传输端。其中，第二正极和第二负极可以与牵引电机2连接，以用来为牵引电机2提供电能。同时，第二正极也可以与第一正极连接，第二负极也可以与第一负极连接，以使氢燃料电池模块4向锂离子电池模块3进行充电。需要说明的是，该氢燃料电池模块4可以为氢燃料电池。
电池管理模块5可以具有第一接收端和第一发送端，所述第一接收端可以与所述第一信号传输端连接，以用来获取锂离子电池模块3的实时荷电值。该电池管理模块5可以为传感器，但不限于此，也可以为监控计算机等，这均在本发明的保护范围之内。
能量控制模块6可以具有第二接收端、第三接收端、第二发送端和第三发送端。其中，第二接收端可以与第一发送端连接，以用于接收锂离子电池模块3的实时荷电值；第三接收端可以与机车司机控制器手柄1连接，以用于接收机车当前运行所需的运行功率值；第二发送端可以与第二信号传输端连接，以用于向锂离子电池模块3发送锂离子电池模块3的输出功率值；第三发送端可以与第三信号传输端连接，以用于向氢燃料电池模块4发送氢燃料电池模块4的输出功率值。该能量控制模块6可以为中央处理器，但不限于此，也可以为其他器件，这均在本发明的保护范围之内。
通过能量控制模块6，能够根据锂离子电池的实时荷电值控制氢燃料电池模块4的输出功率值，并根据氢燃料电池模块4的输出功率值和机车的运行功率值控制锂离子电池的输出功率值。从而能够避免锂离子电池模块3反复充放的问题，并能够合理的分配氢燃料电池模块4的输出功率和锂离子电池模块3的输出功率，从而提高整车的能量利用效率。
在本发明的一个实施例中，能量控制模块6还可以具有第四发送端，该机车动力装置还可以包括牵引变流器模块7。该牵引变流器模块7可以具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第四信号传输端。其中，第一输入端可以与第一正极和第二正极连接；第二输入端可以与第一负极和第二负极连接，以用来接收锂离子电池模块3和氢燃料电池模块4提供的电能，并将其转化为交流电；第一输出端可以与牵引电机2连接，以用来向牵引电机2输出交流电；第四信号传输端可以与第四发送端连接，以用于接收由能量控制模块6发出的牵引变流器模块7的输出功率值。
在本发明的一个实施例中，上述氢燃料电池模块4可以包括氢燃料电堆41和电流变换器42。其中，氢燃料电堆41具有第三正极和第三负极，以用于产生电能。该氢燃料电堆41产生的电能可以为直流电，但不限于此，也可以为交流电。
电流变换器42可以具有第三输入端、第四输入端、第二输出端、第三输出端和第五信号传输端。其中，第三输入端可以与第三正极连接，第四输入端可以与第三负极连接，以用于接收氢燃料电堆41产生的电能；第二输出端可以与第二正极连接，第三输出端可以与第二负极连接，以用于将变换后的电流输出；第五信号传输端可以与第三信号传输端连接，以用于接收氢燃料电池模块4的输出功率，从而控制氢燃料电堆41的输出。
进一步的，当氢燃料电堆41产生的电为直流电时，该电流变换器42可以为直流/直流变换器；当氢燃料电堆41产生的电为交流电时，该电流变换器42可以为交流/直流变换器。
需要说明的是，该机车动力装置可以应用上述机车动力装置的控制方法，可以理解的是，该机车动力装置可以通过上述机车动力装置的控制方法控制。但不限于此，该机车动力装置也可以不应用上述机车动力装置的控制方法控制，这均在本发明的保护范围之内。
本发明的第三方面提供了一种机车，该机车可以包括上述所述的机车动力装置，该机车能够防止锂离子电池模块3工作时氢燃料电池模块4一直处于最大输出功率的状态，从而能够有效防止锂离子电池的反复或者过量充放，使得能量在机车动力装置中的损耗减少，电池内阻发热减少，进而使得整车的能量利用效率有了大幅度的提高。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述机车动力装置具有锂离子电池模块和氢燃料电池模块，所述控制方法包括：
获取机车当前运行所需的运行功率值；
获取所述锂离子电池模块的实时荷电值；
根据所述锂离子电池模块的实时荷电值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值；
根据所述运行功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值；
根据所述氢燃料电池模块的输出功率值控制所述氢燃料电池模块向牵引电机和所述锂离子电池模块输出电能，根据所述锂离子电池模块的输出功率值控制所述锂离子电池模块向所述牵引电机输出电能。
2.根据权利要求1所述的机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述锂离子电池模块的实时荷电值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值，包括：
获取所述氢燃料电池模块的最大输出功率值；
设置所述锂离子电池模块的荷电值的第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值，且所述第一阈值大于或等于0，所述第二阈值小于或等于1；
根据所述第一阈值，设置所述氢燃料电池模块的第一输出功率值；
根据所述第二阈值，设置所述氢燃料电池模块的第二输出功率值；
根据所述氢燃料电池模块的最大输出功率值、所述锂离子电池模块的实时荷电值、所述第一阈值、所述第二阈值、所述第一输出功率值和所述第二输出功率值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值。
3.根据权利要求2所述的机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述氢燃料电池模块的最大输出功率值、所述锂离子电池模块的实时荷电值、所述第一阈值、所述第二阈值、所述第一输出功率值和所述第二输出功率值，计算所述氢燃料电池模块的输出功率值，包括：
当所述锂离子电池模块的实时荷电值小于或等于所述第一阈值时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝Phmax，
其中，所述Ph为所述氢燃料电池模块的输出功率值，所述Phmax为所述氢燃料电池模块的最大输出功率值；
当所述锂离子电池模块的实时荷电值大于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝[(Ph1－Ph2)(SOCi－SOC1)/(SOC2－SOC1)]+Ph2,
其中，Ph1为所述第一输出功率值，Ph2为所述第二输出功率值，SOCi为所述锂离子电池模块的实时荷电值，SOC1为所述第一阈值，SOC2为所述第二阈值；
当所述锂离子电池模块的实时荷电值大于所述第二阈值且小于1时，所述氢燃料电池模块的输出功率值为：
Ph＝Ph2(SOCi－SOC2)/(1－SOC2)。
4.根据权利要求3所述的机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述机车动力装置还具有牵引变流器模块，所述根据所述运行功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值，包括：
根据所述运行功率值，得到所述牵引变流器模块的输出功率值；
根据所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值。
5.根据权利要求4所述的机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述运行功率值，得到所述牵引变流器模块的输出功率值，包括：
获取所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值；
比较所述运行功率值的绝对值与所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值的大小；
当所述运行功率值的绝对值小于或等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述运行功率值；
当所述运行功率值的绝对值大于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和的绝对值时，所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和。
6.根据权利要求5所述的机车动力装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值，得到所述锂离子电池模块的输出功率值，包括：
当所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述运行功率值时，所述锂离子电池模块的输出功率值为所述牵引变流器模块的输出功率值和所述氢燃料电池模块的输出功率值的差值；
当所述牵引变流器模块的输出功率值等于所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值和所述氢燃料电池模块的最大输出功率值之和时，所述锂离子电池模块的输出功率值为所述锂离子电池模块的动态最大输出功率值。
7.一种机车动力装置，其特征在于，所述机车可以具有机车司机控制器手柄，所述机车动力装置包括：
牵引电机；
锂离子电池模块，具有第一正极、第一负极、第一信号传输端和第二信号传输端，所述第一正极和所述第一负极与所述牵引电机连接；
氢燃料电池模块，具有第二正极、第二负极和第三信号传输端，所述第二正极和所述第二负极与所述牵引电机连接；
电池管理模块，具有第一接收端和第一发送端，所述第一接收端与所述第一信号传输端连接；
能量控制模块，具有第二接收端、第三接收端、第二发送端和第三发送端，所述第二接收端与第一发送端连接，所述第三接收端与所述机车司机控制器手柄连接，所述第二发送端与所述第二信号传输端连接，所述第三发送端与所述第三信号传输端连接；
其中，所述第一正极与所述第二正极连接，所述第一负极与所述第二负极连接。
8.根据权利要求7所述的机车动力装置，其特征在于，所述能量控制模块还具有第四发送端，所述机车动力装置还包括：
牵引变流器模块，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第四信号传输端，所述第一输入端与所述第一正极和所述第二正极连接，所述第二输入端与所述第一负极和所述第二负极连接，所述第一输出端与所述牵引电机连接，所述第四信号传输端与所述第四发送端连接。
9.根据权利要求8所述的机车动力装置，其特征在于，所述氢燃料电池模块，包括：
氢燃料电堆，具有第三正极和第三负极；
电流变换器，具有第三输入端、第四输入端、第二输出端、第三输出端和第五信号传输端，所述第三输入端与所述第三正极连接，所述第四输入端与所述第三负极连接，所述第二输出端与所述第二正极连接，所述第三输出端与所述第二负极连接，所述第五信号传输端与所述第三信号传输端连接。
10.一种机车，其特征在于，所述机车包括上述权利要求7～9任一项所述的机车动力装置。
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