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。

为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明实施例提供一种全权限混合供电控制系统及方法，以下进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的全权限混合供电控制系统的一个实施例示意图，如图1所示，所述全权限混合供电控制系统10包括：信号采集器100、全权限控制器200、燃料电池300、超级电容400、单向谐振变换器500以及双向谐振变换器600，全权限控制器200通过单向谐振变换器500连接于燃料电池300，全权限控制器200通过双向谐振变换器600连接于超级电容400；

具体地，燃料电池300为质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

信号采集器100用于实时采集燃料电池300、超级电容400、单向谐振变换器500以及双向谐振变换器600的状态参数以及预负载，并将状态参数以及预负载发送到全权限控制器200；

其中，信号采集器100包括多种传感器，如：电压传感器、电流传感器、功率检测传感器等。

具体地，状态参数包括：燃料电池300的第一额定功率、第一初始功率、超级电容400的第二额定功率、第二初始荷电量、单向谐振变换器500的第一初始效率以及双向谐振变换器600的第二初始效率等。

全权限控制器200用于根据状态参数和预负载生成预功率分配系数以及与预功率分配系数对应的单向谐振变换器500的第一初始效率和双向谐振变换器600的第二初始效率，并根据第一初始效率以及第二初始效率对预功率分配系数进行调整，生成目标功率分配系数。

与现有技术相比，本发明实施例提出的全权限混合供电控制系统10，在根据状态参数和预负载生成预功率分配系数后，通过计算单向谐振变换器500的第一初始效率和双向谐振变换器600的第二初始效率，并根据第一初始效率和第二初始效率对预功率分配系数进行调整，生成目标功率分配系数，即：生成燃料电池300和超级电容400的目标功率分配系数考虑了单向谐振变换器500和双向谐振变换器600的效率，进而实现了在功率分配的同时提高燃料电池-超级电容混合供电系统的系统效率和输出稳定性的技术效果。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，全权限控制器200包括预功率分配模块210、第一初始效率确定模块220、第二初始效率确定模块230以及功率调整模块240；

预功率分配模块210用于根据状态参数和预负载生成预功率分配系数，预功率分配系数包括与燃料电池300对应的第一预功率信号以及与超级电容400对应的第二预功率信号；

在本发明的一个具体实施例中，根据状态参数和预负载生成预功率分配系数具体为：

首先，通过第一额定功率、第二额定功率以及预负载确定预功率分配系数k，具体地：预功率分配系数k的计算方法采用如下的方式：

当P_LOAD<(P_{fc_rated}+P_{sc_rated})/2时，k＝0.8；

当(P_{fc_rated}+P_{sc_rated})/2<P_LOAD<(P_{fc_rated}+P_{sc_rated})*3/4时，k＝0.75；

当(P_{fc_rated}+P_{sc_rated})*3/4<P_LOAD<(P_{fc_rated}+P_{sc_rated})*1时，k＝0.7；

其中，P_{fc_rated}为燃料电池300的第一额定功率，P_{sc_rated}为超级电容400的第二额定功率。

然后根据k值确定第一预功率信号P_fc和第二预功率信号P_sc，具体地：

P_fc＝k*P_LOAD

P_sc＝(1-k)*P_LOAD

第一初始效率确定模块220用于根据状态参数以及第一预功率信号确定第一初始效率；

具体地，第一初始效率为：

式中，P_{fc_out}为单向谐振变换器的输出功率。即：第一初始效率与预功率分配系数k相关。

第二初始效率确定模块230用于根据状态参数以及第二预功率信号确定第二初始效率；

具体地，第二初始效率为：

式中，P_{sc_out}为双向谐振变换器的输出功率。即：第二初始效率与预功率分配系数k相关

功率调整模块240用于根据第一初始效率以及第二初始效率分别对第一预功率信号和第二预功率信号按照预设调整方式进行调整，生成目标功率分配系数。

在本发明的一些实施例中，目标功率分配系数包括第一目标功率信号和第二目标功率信号；如图3所示，功率调整模块240包括功率调整单元241、效率确定单元242以及效率比较单元243；

功率调整单元241用于对第一预功率信号和第二预功率信号按照预设幅值调整阈值次数，对应获得多个第一调整功率信号和多个第二调整功率信号；

具体地，预设幅值为0.05或-0.05，阈值次数为10次。

应当理解的是：预设幅值和阈值次数可根据实际情况进行调整，并不限于上述描述，在此不做一一赘述。

效率确定单元242用于根据多个第一调整功率信号和多个第二调整功率信号分别对应确定多个第一调整效率和多个第二调整效率；

效率比较单元243用于确定多个第一调整效率中的最大第一调整效率，与最大第一调整效率对应的第一调整功率信号为第一目标功率信号；

效率比较单元243还用于确定多个第二调整效率中的最大第二调整效率，与最大第二调整效率对应的第二调整功率信号为第二目标功率信号。

通过设置功率调整单元241和功率确定单元242确定多个第一调整效率和多个第二调整效率，然后通过效率比较单元243确定多个第一调整功率中功率最大的第一目标功率信号和多个第二调整功率中功率最大的第二目标功率信号，实现在同样的预功率分配系数的前提下，提高单向谐振变换器500和双向谐振变换器600的效率的目的，进而提高燃料电池-超级电容的系统效率和输出稳定性。

进一步地，为了提高全权限混合供电控制系统10的系统可靠性和安全性，在本发明的一些实施例中，如图1所示，全权限混合供电控制系统10还包括备用控制器700以及切换模块800，备用控制器700与全权限控制器200的结构和功能均相同，切换模块800连接于备用控制器700以及全权限控制器200；

切换模块800用于实时监测全权限控制器200的工作状态，当全权限控制器200出现异常时，切换模块800发出切换指令，切换至备用控制器700。

通过设置备用控制器700和切换模块800，当全权限控制器200出现异常时，通过切换模块800切换至备用控制器700对混合供电系统进行全权限控制，提高了全权限混合供电控制系统10的冗余性，提高了其安全性和可靠性。

为了进一步地提高全权限混合供电控制系统10的安全性，在本发明的一些实施例中，如图1所示，全权限混合供电控制系统10还包括独立看门狗模块900，独立看门狗模块900用于实时监测全权限控制器200或备用控制器700是否发生异常。

独立看门狗就是有独立的芯片执行单元，而不是和全权限控制器200或备用控制器700共享硬件资源，通过设置独立看门狗模块900可使全权限混合供电控制系统10的性能更可控，更易于调试。

需要说明的是：为了彻底的保证全权限混合供电控制系统10的冗余性，在本发明的一些实施例中，如图1所示，独立看门狗模块900包括用于实时监测全权限控制器200是否发生异常的第一独立看门狗单元910以及用于实时监测备用控制器700是否发生异常的第二独立看门狗单元920。

为了实现数据交互，便于管理人员或车辆驾驶人员同步获得混合供电系统的当前状态，在本发明的一些实施例中，如图1所示，全权限混合供电控制系统10还包括通信模块1000，通信模块1000通过通讯总线将状态参数及目标功率分配系数发送至车辆终端和/或管理终端。

通过设置通信模块1000，可实现状态参数及目标功率分配系数等数据的交互，便于管理人员和车辆驾驶人员同步获得混合供电系统的当前状态，以对车辆进行控制或预警。

具体地，在本发明的一些实施例中，如图1所示，通信模块1000包括用于实现全权限控制器200与车辆终端和/或管理终端进行数据交互的第一通信单元1010以及用于实现备用控制器700与车辆终端和/或管理终端进行数据交互的第二通信单元1020。

进一步地，为了提高采集的状态参数和预负载的准确性并便于后续分析，在本发明的一些实施例中，如图1所示，全权限混合供电控制系统10还包括信号预处理模块1100，信号预处理模块1100用于对状态参数和预负载进行滤波、放大处理，并将状态参数和预负载转换为数字信号。

具体地，在本发明的一些实施例中，如图1所示，信号预处理模块1100包括与全权限控制器200连接的第一信号预处理单元1110以及与备用控制器700连接的第二信号预处理单元1120。

为了进一步提高全权限混合供电控制系统10的可靠性，在本发明的一些实施例中，如图1所示，全权限混合供电控制系统10还包括与全权限控制器200连接的第一独立电源1210以及与备用控制器700连接的第二独立电源1220。

通过设置第一独立电源1210和第二独立电源1220分别为全权限控制器200和备用控制器700提供电源，可避免当其中一个电源损坏后，全权限控制器200和备用控制器700均无法正常工作，从而可提高全权限混合供电控制系统10的可靠性和安全性。

本发明实施例还提供了一种接处警方法，适用于上述任意实施例中的全权限混合供电控制系统10，如图4所示，全权限混合供电控制方法包括：

S401、通过信号采集器100实时采集燃料电池300、超级电容400、单向谐振变换器500以及双向谐振变换器600的状态参数以及预负载，并将状态参数以及预负载发送到全权限控制器200；

S402、通过全权限控制器200根据状态参数和预负载生成预功率分配系数以及与预功率分配系数对应的单向谐振变换器500的第一初始效率和双向谐振变换器600的第二初始效率，并根据第一初始效率以及第二初始效率对预功率分配系数进行调整，生成目标功率分配系数。

本发明实施例提出的全权限混合供电控制系统及方法，在根据状态参数和预负载生成预功率分配系数后，通过计算单向谐振变换器500的第一初始效率和双向谐振变换器600的第二初始效率，并根据第一初始效率和第二初始效率对预功率分配系数进行调整，生成目标功率分配系数，即：生成燃料电池300和超级电容400的目标功率分配系数考虑了单向谐振变换器500和双向谐振变换器600的效率，进而实现了在功率分配的同时提高燃料电池-超级电容混合供电系统的系统效率和输出稳定性的技术效果。并且，本发明实施例通过设置备用控制器700和切换模块800，当全权限控制器200出现异常时，通过切换模块800切换至备用控制器700对混合供电系统进行全权限控制，提高了全权限混合供电控制系统10的冗余性，提高了其安全性和可靠性。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上对本发明实施例所提供的一种全权限混合供电控制系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。