CN112737031B - 一种氢能汽车bdc稳定母线电压功率设定系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，包括超级电容电压采集模块、母线电压设定模块、超级电容系统控制单元、VCU模块和公式计算模块，所述超级电容电压采集模块的信息输出端与母线电压设定模块连接，所述母线电压设定模块的信息输出端与超级电容系统控制单元连接，所述超级电容系统控制单元的信息输出端与VCU模块连接，所述超级电容系统控制单元和VCU模块的信息输出端均连接有公式计算模块。该氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，通过对双向DC设定的母线电压设定相应的控制，使整车母线中的电压更加平稳。

Description

一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法
技术领域
本发明涉及氢能汽车技术领域，具体为一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法。
背景技术
目前选择超级电容作为燃料电池汽车的辅助能源已经是较为热门的方法之一，超级电容快速的充放电可以满足复杂的燃料电池汽车功率需求，且选择辅助能源来应对燃料电池输出特性疲软且无法回收制动能量的等问题，为此，我们提出一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，包括超级电容电压采集模块、母线电压设定模块、超级电容系统控制单元、VCU模块和公式计算模块，所述超级电容电压采集模块的信息输出端与母线电压设定模块连接，所述母线电压设定模块的信息输出端与超级电容系统控制单元连接，所述超级电容系统控制单元的信息输出端与VCU模块连接，所述超级电容系统控制单元和VCU模块的信息输出端均连接有公式计算模块；
所述超级电容电压采集模块，通过双向DC采集超级电容电压；
所述母线电压设定模块，通过双向DC设定母线电压；
所述超级电容系统控制单元，将双向DC设定的母线电压与母线电压标准值按如下公式进行判定式中，Uset为双向DC的母线电压设定值；Un为母线电压的标准值，为一定值；
当根据此公式所得到的值超过此范围且设定的母线电压大于母线电压标准值，超级电容系统控制单元对放电功率不限制，限制其充电功率为30kw，所述VCU模块根据公式所得到的值，命令燃料电池系统的输出功率降低10kw；
当根据上述公式所得到的值超出范围，且设定值小于标准的母线电压值，则超级电容系统控制单元不限制充电功率，限制放电功率为45kw，同时VCU模块下发命令，燃料电池系统输出功率满功率输出。
优选的，所述VCU模块为实现整车控制决策的核心电子控制单元。
优选的，所述公式计算模块以公式所得值1.5％为分界线。
优选的，所述设定方法如下：双向DC根据超级电容电压会去调整自身的输出电压值即母线电压值，并将此设定值传至超级电容系统控制单元和VCU模块，超级电容系统控制单元会将此设定值与母线电压标准值按如下公式进行判定,式中，Uset为双向DC的母线电压设定值；Un为母线电压的标准值，为一定值；当根据此公式所得到的值超过此范围且设定的母线电压大于母线电压标准值，超级电容系统控制单元对放电功率不限制，限制其充电功率为30kw，所述VCU模块根据公式所得到的值，命令燃料电池系统的输出功率降低10kw；
当根据上述公式所得到的值超出范围，且设定值小于标准的母线电压值，则超级电容系统控制单元不限制充电功率，限制放电功率为45kw，同时VCU模块下发命令，燃料电池系统输出功率满功率输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，基于双向DC的母线电压设定值对整车的功率分配进行相应的控制，使整车的能量管理更加合理化，考虑燃料电池系统输出功率与超级电容的充放电功率，两者的相互调整从而应对更加复杂的工况，通过对双向DC设定的母线电压设定相应的控制，使整车母线中的电压更加平稳。
附图说明
图1为本发明一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法流程结构示意图；
图2为本发明一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法工作流程结构示意图。
图中：1、超级电容电压采集模块；2、母线电压设定模块；3、超级电容系统控制单元；4、VCU模块；5、公式计算模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，包括超级电容电压采集模块1、母线电压设定模块2、超级电容系统控制单元3、VCU(Vehicle control unit，整车控制器)模块4和公式计算模块5，超级电容电压采集模块1的信息输出端与母线电压设定模块2连接，母线电压设定模块2的信息输出端与超级电容系统控制单元3连接，超级电容系统控制单元3的信息输出端与VCU模块4连接，超级电容系统控制单元3和VCU模块4的信息输出端均连接公式计算模块5；超级电容电压采集模块1，通过双向DC采集超级电容电压；母线电压设定模块2，通过双向DC设定母线电压；
超级电容系统实时上传双向DC设定的母线电压至VCU模块4和超级电容系统控制单元3，超级电容系统控制单元3会根据双向DC的母线电压设定值对超级电容系统充放电功率做出相应的设定，同时VCU模块4也会调整燃料电池系统的输出功率，燃料电池为主能源，额定的输出功率为30kw；辅助能源为超级电容系统，0.6kwh，最大充放电功率为90kw，双向DC根据超级电容电压会去调整自身的输出电压值即母线电压值，并将此设定值传至超级电容系统的控制单元和VCU，超级电容系统控制单元3会将此设定值与母线电压标准值按如下公式进行判定，式中，Uset为双向DC的母线电压设定值；Un为母线电压的标准值，为一定值；
当根据此公式所得到的值在范围内之时，超级电容系统控制单元3则对充放电功率不做限制；当根据此公式所得到的值超过此范围且设定的母线电压大于母线电压标准值，则超级电容系统控制单元3对放电功率不限制，限制其充电功率为30kw，同时VCU模块4根据此值，也命令燃料电池系统的输出功率降低10kw，此段时间超级电容多放电，并进行实时的监控，直至恢复到范围内，限制解除，燃料电池系统输出功率和超级电容功率在满足需求功率前提下；
设定方法如下：双向DC根据超级电容电压会去调整自身的输出电压值即母线电压值，并将此设定值传至超级电容系统控制单元3和VCU模块4，超级电容系统控制单元3会将此设定值与母线电压标准值按如下公式进行判定；
当根据上述公式所得到的值超出范围，且设定值小于标准的母线电压值，则超级电容系统控制单元3不限制充电功率，限制放电功率为45kw，同时VCU下发命令，燃料电池系统输出功率满功率输出，直至设定的母线电压在正常范围内，各项指令消除，燃料电池系统输出功率和超级电容功率在满足需求功率前提下。
综上，该氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统及方法，基于双向DC的母线电压设定值对整车的功率分配进行相应的控制，使整车的能量管理更加合理化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统，包括超级电容电压采集模块、母线电压设定模块、超级电容系统控制单元、VCU模块和公式计算模块，其特征在于：所述超级电容电压采集模块的信息输出端与母线电压设定模块连接，所述母线电压设定模块的信息输出端与超级电容系统控制单元连接，所述超级电容系统控制单元的信息输出端与VCU模块连接，所述超级电容系统控制单元和VCU模块的信息输出端均连接公式计算模块；
所述超级电容电压采集模块，通过双向DC采集超级电容电压；
所述母线电压设定模块，根据采集的超级电容电压通过双向DC设定母线电压；
所述超级电容系统控制单元，将双向DC设定的母线电压与母线电压标准值按如下公式进行判定式中，Uset为双向DC的母线电压设定值；Un为母线电压的标准值，为一定值；
当根据此公式所得到的值超过此范围且设定的母线电压大于母线电压标准值，超级电容系统控制单元对放电功率不限制，限制其充电功率为30kw，所述VCU模块根据公式所得到的值，命令燃料电池系统的输出功率降低10kw；
当根据上述公式所得到的值超出范围，且设定值小于标准的母线电压值，则超级电容系统控制单元不限制充电功率，限制放电功率为45kw，同时VCU模块下发命令，燃料电池系统输出功率满功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统，其特征在于：所述VCU模块为实现整车控制决策的核心电子控制单元。
3.根据权利要求1所述的一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定系统，其特征在于：所述公式计算模块以公式所得值1.5％为分界线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种氢能汽车BDC稳定母线电压功率设定方法，其特征在于：所述设定方法如下：双向DC根据超级电容电压设定自身的输出电压值即母线电压设定值，并将此设定值传至超级电容系统控制单元和VCU模块，超级电容系统控制单元将此设定值与母线电压标准值进行判定。
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