CN113169358B - 功率控制方法及燃料电池控制*** - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种功率控制方法及燃料电池控制***，该方法包括：控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC‑DC变换电路的输出电压和输出电流。在双闭环非线性控制单元中，对DC‑DC变换电路的目标输出电压、电池输出电压、电池输出电流、计算指令值、DC‑DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC‑DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率。在本方案中，通过实时采集的数据，控制电池输出功率保持在预设功率范围内，提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。

Description

功率控制方法及燃料电池控制***
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种功率控制方法及燃料电池控制***。
背景技术
随着科学技术的发展，新能源逐渐成为各行各业关注的焦点，新能源技术也逐渐应用在各行各业中。其中较为常见的是，将由燃料电池堆和DC-DC电压转换器进行简单串联集成的发电***应用在汽车和船舶等行业，用于为汽车和舰船提供驱动能量。
燃料电池的输出电压与发电***中的负载电流存在非线性关系，即输出电压下降的比值在不同取值的负载电流区间中是不同的。比如在取值较小的负载电流区间和取值较大的负载电流区间，输出电压下降的比值相差较大，因此发电***的输出功率也较低。在为被供电负载供电时，现有的发电***没有对负载电流的大小进行控制，不能使燃料电池的输出功率保持在输出功率较高的区域内，当负载电流较大或者较小时，发电***无法满足被供电负载的功率需求。
因此现有的发电***存在实用性低、实时可控性低和稳定性低等问题。
发明内容
本申请提供了一种功率控制方法及燃料电池控制***，以解决现有的发电***存在实用性低、实时可控性低和稳定性低等问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请第一方面公开了一种功率控制方法，适用于燃料电池控制***，所述燃料电池控制***包括控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元，所述方法包括：
所述控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流；
在所述双闭环非线性控制单元中，对所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述计算指令值由基于所述电池输出电流和电池输出功率确定；
所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值。
优选的，所述在双闭环非线性控制单元中，对所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值，包括：
获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值；
基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得；
获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值；
获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。
优选的，所述计算指令值由基于所述电池输出电流和电池输出功率确定，包括：
基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值，使用
Figure BDA0003104421090000031
计算获得所述计算指令值IFcm(k)，其中，IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。
优选的，所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，包括：
所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。
优选的，还包括：
当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。
本申请第二方面公开了一种燃料电池控制***，所述***包括：控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元；
所述控制器，用于实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流；
所述双闭环非线性控制单元，用于对所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述计算指令值由基于所述电池输出电流和电池输出功率确定；
所述实时脉宽调制门级电路，用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值。
优选的，所述双闭环非线性控制单元，具体用于获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值，以及基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值，以及获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值，以及获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。
优选的，所述双闭环非线性控制单元还用于基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值，使用
Figure BDA0003104421090000041
计算获得所述计算指令值IFcm(k)，其中，IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。
优选的，所述实时脉宽调制门级电路，具体用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。
优选的，所述控制器，还用于当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。
基于上述本发明实施例提供的一种功率控制方法及燃料电池控制***，该方法包括：控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流。在双闭环非线性控制单元中，对DC-DC变换电路的目标输出电压、电池输出电压、电池输出电流、计算指令值、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率。在本发明提供的方案中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种功率控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的计算控制指令值的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种燃料电池控制***的架构示意图；
图4为本发明实施例提供的预设功率区域划分图；
图5为本发明实施例提供的一种燃料电池控制***的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
由背景技术可知，燃料电池的输出电压与发电***中的负载电流存在非线性关系，即输出电压下降的比值在不同取值的负载电流区间中是不同的。在为被供电负载供电时，现有的发电***没有对负载电流的大小进行控制，不能使燃料电池的输出功率保持在输出功率较高的区域内，当负载电流较大或者较小时，发电***无法满足被供电负载的功率需求。
因此，本发明提供一种功率控制方法及燃料电池控制***，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。
参考图1，示出了本发明实施例提供的一种功率控制方法的流程图，所述方法适用于燃料电池控制***，所述燃料电池控制***包括控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元，所述方法包括以下步骤：
步骤S101：所述控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流。
在具体实现步骤S101的过程中，预先在所述DC-DC变换电路的输出端设置电流传感器和电压传感器，采集所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流。在所述DC-DC变换电路的输入端设置电流传感器和电压传感器，采集所述电池输出电压和电池输出电流，所述电池输出功率由所述电池输出电压乘于所述电池输出电流获得。
步骤S102：在所述双闭环非线性控制单元中，对所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值。
在所述双闭环非线性控制单元中预先构建好预设的双闭环非线性控制模型，该双闭环非线性控制模型用于基于预设的控制策略，将输入所述双闭环非线性控制模型的输入量进行处理，得到符合预设要求的输出量。
在具体实现步骤S102的过程中，将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为所述双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值。所述计算指令值由基于所述电池输出电流和电池输出功率确定，具体基于ΔP和ΔIm之间的比值，使用公式(1)计算获得所述计算指令值IFcm(k)。
所述公式(1)为：
Figure BDA0003104421090000071
其中，IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值。
需要说明的是，所述目标输出电压由技术人员根据实际情况进行设置。
步骤S103：所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率。
在具体实现步骤S103的过程中，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，具体得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，通过调节所述DC-DC变换电路中的电力电子开关元件的开关占空比，从而控制所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流变化。
需要说明的是，所述a的取值由技术人员根据实际情况进行设置，所述DC-DC变换电路中的电力电子开关元件包括但不仅限于金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxid-SemiconductorField-Effect Transistor，MOSFET)。
优选的，当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，所述控制器向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。比如向所述控制器的上级控制计算机发送预警信号。
在本发明实施例中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
上述图1步骤S102中涉及到的得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值的过程，参考图2，示出了本发明实施例提供的计算控制指令值的流程图，包括以下步骤：
步骤S201：获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值。
在具体实现步骤S201的过程中，基于比较环节，获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，将所述差值作为预先设计的电压环传递函数的输入，得到电流控制指令值。
需要说明的是，传递函数是指零初始条件下线性***输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比，记为公式(2)。
所述公式(2)为：
G(s)＝Y(s)/U(s) (2)
其中，Y(S)为输出量，U(s)为输入量。
需要说明的是，所述电压环传递函数的具体内容由技术人员根据实际情况中针对需要使用的电压的要求进行设置。
步骤S202：基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值。
在具体实现步骤S202的过程中，将所述限值电流和所述电流控制指令值输入非线性实时可调限幅模块，基于所述限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述DC-DC变换电路中的目标电流值。其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得。即将所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压作为所述非线性实时干预传递函数的输入，得到所述限值电流。
需要说明的是，所述非线性实时干预传递函数的具体内容由技术人员根据实际情况中针对需要使用的限制电流的要求进行设置，上述的限幅模块包括但不仅限于所述非线性实时可调限幅模块。
步骤S203：获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值。
在具体实现步骤S203的过程中，所述计算指令值的计算过程参见上述本发明实施例图1公开的步骤S102相对应的内容，在这就不再进行赘述。
步骤S204：获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值。
在具体实现步骤S204的过程中，基于比较环节，获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值。其中，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。即将所述DC-DC变换电路的输出电流作为所述电流反馈传递函数的输入，得到所述输出电流反馈值。
需要说明的是，所述电流反馈传递函数的具体内容由技术人员根据实际情况中针对需要使用的电流的要求进行设置。
在本发明实施例中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
与上述本发明实施例提供的一种功率控制方法相对应，参考图3，示出了本发明实施例提供的一种燃料电池控制***的架构示意图，在所述图3中，301和302为比较环节，303为电流传感器，304为电压传感器，305为所述非线性实时可调限幅模块，Gi为所述电流反馈传递函数，Gim为所述非线性实时干预传递函数，GV为所述电压环传递函数，Gb为所述实时脉宽调制门级电路，D1为升压阻断二极管，L1为升压电感，C1为滤波电容，Q1为所述DC-DC变换电路中的电力电子开关元件。
使用比较环节301，获取所述目标输出电压
Figure BDA0003104421090000091
减去所述DC-DC变换电路的输出电压VDC后得到的差值，将所述差值输入所述GV得到所述电流控制指令值。将所述限值电流IFcm(j)和所述电流控制指令值输入所述非线性实时可调限幅模块305，对所述电流控制指令值进行限值，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值/>
Figure BDA0003104421090000092
，所述限值电流IFcm(j)由将所述DC-DC变换电路的输出电流Idc和电池输出电压VFC输入所述Gim得到的。
获取所述
Figure BDA0003104421090000093
与所述计算指令值IFcm(k)的和，得到所述给定电流值/>
Figure BDA0003104421090000095
使用所述比较环节302获取所述给定电流值/>
Figure BDA0003104421090000094
减去输出电流反馈值IF后得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值/>
Figure BDA0003104421090000096
其中所述IF由将所述DC-DC变换电路的输出电流Idc输入所述Gi得到的。
基于所述控制指令值
Figure BDA0003104421090000097
使用所述Gb控制所述Q1的开关占空比，从而对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率。
需要说明的是，上述图3示出的燃料电池控制***的架构示意图仅用于举例说明。
为了更好的解释说明所述电池输出功率的预设功率范围，通过图4进行举例说明，参考图4，示出了本发明实施例提供的预设功率区域划分图，通过对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使所述电池输出功率保持在ΔP/ΔIm＝0的邻近范围内，如所述图4中的区域(2)中。在所述图4中，区域(1)为过渡功率区域，区域(2)为优化功率区域，区域(3)为高内阻区域，区域(4)为轻载低功率区域。
需要说明的是，上述图4所示出的功率区域划分图仅仅用于举例说明，实际内容由技术人员根据实际情况进行设置。
在本发明实施例中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
参考图5，示出了本发明实施例提供的一种燃料电池控制***的结构框图，所述***包括：控制器501，与控制器相连的DC-DC变换电路504，与所述DC-DC变换电路504和控制器501连接的实时脉宽调制门级电路503，所述DC-DC变换电路504的输入侧与所述燃料电池505连接，所述控制器501包含双闭环非线性控制单元502。控制器501，用于实时采集燃料电池505的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路504的输出电压和输出电流。具体内容参见上述本发明实施例图1公开的步骤S101相对应的内容。
双闭环非线性控制单元502，用于对所述DC-DC变换电路504的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路504的输出电压和输出电流进行计算，得到所述实时脉宽调制门级电路503的控制指令值，其中，所述计算指令值由基于所述电池输出电流和电池输出功率确定。具体内容参见上述本发明实施例图1公开的步骤S102相对应的内容。
实时脉宽调制门级电路503，用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路504的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值。具体内容参见上述本发明实施例图1公开的步骤S103相对应的内容。
优选的，所述实时脉宽调制门级电路503具体用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。
优选的，所述控制器501，还用于当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。
在本发明实施例中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
优选的，结合图5，参考图3，所述双闭环非线性控制单元502，具体用于获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值。具体内容参见上述本发明实施例图2公开的步骤S201相对应的内容。以及基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池504输入所述DC-DC变换电路504中的目标电流值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得。具体内容参见上述本发明实施例图2公开的步骤S202相对应的内容。以及获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值。具体内容参见上述本发明实施例图2公开的步骤S203相对应的内容。以及获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路503的控制指令值，其中，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。具体内容参见上述本发明实施例图2公开的步骤S204相对应的内容。
在本发明实施例中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
优选的，结合图5，参考图3，所述双闭环非线性控制单元502还用于基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值，使用公式(1)计算获得所述计算指令值IFcm(k)，其中，IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。
综上所述，本发明实施例了一种功率控制方法及燃料电池控制***，该方法包括：控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流。在双闭环非线性控制单元中，对DC-DC变换电路的目标输出电压、电池输出电压、电池输出电流、计算指令值、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行计算，得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率。在本发明提供的方案中，通过实时采集得到的燃料电池和DC-DC变换电路的数据，使用双闭环非线性控制单元计算得到实时脉宽调制门级电路的控制指令值。实时脉宽调制门级电路基于控制指令值，对DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，使电池输出功率保持在预设的功率范围内。能提高燃料电池控制***的实用性、可控性和稳定性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种功率控制方法，其特征在于，适用于燃料电池控制***，所述燃料电池控制***包括控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元，所述方法包括：
所述控制器实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流；
将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，在所述双闭环非线性控制单元中预先构建好双闭环非线性控制模型，所述双闭环非线性控制模型用于基于预设的控制策略，将输入所述双闭环非线性控制模型的输入量进行处理，得到符合预设要求的输出量；
所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值；
其中，基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值，使用
Figure FDA0003942330680000011
计算获得所述计算指令值IFcm(k)；IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，包括：
获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值；
基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得；
获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值；
获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，包括：
所述实时脉宽调制门级电路基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。
5.一种燃料电池控制***，其特征在于，所述***包括：控制器，与所述控制器相连的DC-DC变换电路，与所述DC-DC变换电路和控制器连接的实时脉宽调制门级电路，所述DC-DC变换电路的输入侧与所述燃料电池连接，所述控制器包含双闭环非线性控制单元；
所述控制器，用于实时采集燃料电池的电池输出电压、电池输出电流、电池输出功率、DC-DC变换电路的输出电压和输出电流；
所述双闭环非线性控制单元，用于将所述DC-DC变换电路的目标输出电压、所述电池输出电压、所述电池输出电流、计算指令值、所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流作为双闭环非线性控制模型的输入，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，在所述双闭环非线性控制单元中预先构建好双闭环非线性控制模型，所述双闭环非线性控制模型用于基于预设的控制策略，将输入所述双闭环非线性控制模型的输入量进行处理，得到符合预设要求的输出量；
所述实时脉宽调制门级电路，用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于预设功率范围内的电池输出功率，所述预设功率范围以ΔP/ΔIm＝0所指示的功率确定，其中，ΔP为当前的电池输出功率与前一次电池输出功率的差值，ΔIm为当前的电池输出电流与前一次电池输出电流的差值；
所述双闭环非线性控制单元还用于基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值，使用
Figure FDA0003942330680000031
计算获得所述计算指令值IFcm(k)，其中，IFcm(k-1)为前一次计算得到的计算指令值，ki为调节器参数，ΔIFcm为预设的电流的给定信号增量值，所述ΔIFcm基于所述ΔP和所述ΔIm之间的比值进行取值。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，
所述双闭环非线性控制单元，具体用于获取所述目标输出电压减去所述DC-DC变换电路的输出电压后得到的差值，基于电压环传递函数进行计算，得到电流控制指令值，以及基于限值电流对所述电流控制指令值进行限幅，得到所述燃料电池输入所述DC-DC变换电路中的目标电流值，以及获取所述目标电流值与所述计算指令值的和，得到给定电流值，以及获取所述给定电流值减去输出电流反馈值后得到的差值，得到所述实时脉宽调制门级电路的控制指令值，其中，所述限值电流由基于所述DC-DC变换电路的输出电流和电池输出电压，使用预设的非线性实时干预传递函数计算获得，所述输出电流反馈值由基于所述DC-DC变换电路的输出电流，使用预设的电流反馈传递函数计算获得。
7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述实时脉宽调制门级电路，具体用于基于所述控制指令值，对所述DC-DC变换电路的输出电压和输出电流进行调控，得到位于以0-a≤ΔP/ΔIm≤0+a所指示的预设功率范围内的电池输出功率，a为大于等于0的实数。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述控制器，还用于当所述ΔP/ΔIm>0+a或者ΔP/ΔIm<0-a时，向前级控制器发送预警信号，所述前级控制器至少包括整车控制器。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285379A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Fuji Electric Holdings Co Ltd 昇圧チョッパの制御システム
CN101672899A (zh) * 2009-08-14 2010-03-17 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电***的负载测试装置
CN102723863A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 上海三菱电梯有限公司 非隔离双向dc-dc变换器控制方法
KR20160072975A (ko) * 2014-12-16 2016-06-24 현대자동차주식회사 연료전지 자동차를 이용한 이동식 발전 시스템 및 그 제어 방법
CN108418423A (zh) * 2018-02-23 2018-08-17 北京亿华通科技股份有限公司 基于电压前馈的直流升压变换器控制方法
CN108767294A (zh) * 2018-03-29 2018-11-06 西南交通大学 一种燃料电池发电阵列***的功率输出控制方法及***
CN109256946A (zh) * 2018-09-25 2019-01-22 哈尔滨理工大学 一种高增益燃料电池汽车dc/dc变换器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8598741B2 (en) * 2008-12-23 2013-12-03 Samsung Electro-Mechanics Co, Ltd. Photovoltaic and fuel cell hybrid generation system using single converter and single inverter, and method of controlling the same
JP5887077B2 (ja) * 2011-07-21 2016-03-16 本田技研工業株式会社 電源システム及び燃料電池車両
JP2013149569A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池システム
US20150280477A1 (en) * 2012-10-10 2015-10-01 Panasonic Corporation Fuel cell system including fuel cell and lead-acid battery, and charging method for the same
JP6399045B2 (ja) * 2016-06-16 2018-10-03 トヨタ自動車株式会社 電圧制御システム、燃料電池システムおよび電圧制御システムの制御方法
CN108493465B (zh) * 2018-04-08 2020-12-08 华中科技大学 一种固体氧化物燃料电池的混合能量控制***及控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285379A (ja) * 2004-03-26 2005-10-13 Fuji Electric Holdings Co Ltd 昇圧チョッパの制御システム
CN101672899A (zh) * 2009-08-14 2010-03-17 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电***的负载测试装置
CN102723863A (zh) * 2011-03-30 2012-10-10 上海三菱电梯有限公司 非隔离双向dc-dc变换器控制方法
KR20160072975A (ko) * 2014-12-16 2016-06-24 현대자동차주식회사 연료전지 자동차를 이용한 이동식 발전 시스템 및 그 제어 방법
CN108418423A (zh) * 2018-02-23 2018-08-17 北京亿华通科技股份有限公司 基于电压前馈的直流升压变换器控制方法
CN108767294A (zh) * 2018-03-29 2018-11-06 西南交通大学 一种燃料电池发电阵列***的功率输出控制方法及***
CN109256946A (zh) * 2018-09-25 2019-01-22 哈尔滨理工大学 一种高增益燃料电池汽车dc/dc变换器

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