燃料电池集成控制系统和方法与流程

1.本技术涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池集成控制系统和方法。


背景技术：

2.氢燃料电池汽车由于其诸多优点，越来越成为新能源汽车领域的重点研究方向。但是当氢燃料电动汽车出现无法获得氢燃料或者氢燃料电池失效时，新能源汽车需要对动力电池进行充电才可实现续航，然而燃料电池加上动力电池的方式大大增加了原本氢燃料电池系统的负担，会大幅度增加氢燃料电池系统的成本、体积及重量等问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供了一种燃料电池集成控制系统和方法，用以解决燃料电池加上动力电池对氢燃料电池系统负担过高的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种燃料电池集成控制系统，包括：
5.dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块和控制系统主控模块；
6.所述dc/dc控制器功率模块包括变压电路、电网接口和燃料电池接口，所述变压电路包括电感、第一开关和第一开关管，所述第一开关用于切换所述电感接通所述第一开关管或接通所述空压机控制电路，所述dc/dc控制器功率模块还包括第二开关，所述第二开关用于切换所述变压电路中的所述电感接通所述燃料电池接口或接通所述电网接口；
7.所述空压机控制器功率模块包括所述空压机控制电路和动力电池接口，当所述变压电路接通所述电网接口，且所述第一开关切换接通到所述空压机控制电路时，所述变压电路中的所述电感和所述空压机控制电路形成pfc电路，所述动力电池接口接通，使得所述燃料电池集成控制系统能够对动力电池进行充电。
8.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一开关包括至少两个切换连接端口，当所述第一开关连接第一切换连接端口时，所述第一开关将所述电感和所述第一开关管接通；当所述第一开关连接第二切换连接端口时，所述第一开关将电感和所述第二开关管接通。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述dc/dc控制器功率模块采用至少两条并联的所述变压电路，所述第一开关和所述第一开关管的数量和所述变压电路条数相同。
10.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制系统主控模块包括采样电路、数字控制单元和驱动电路；
11.所述采样电路用于采样所述变压电路、所述空压机控制电路的电压/电流信号；
12.所述数字控制单元用于接收上位机下发的控制命令，并通过所述驱动电路发送控制信号到所述变压电路、所述空压机控制电路，所述控制信号包括pwm信号和所述开关控制信号。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述变压
电路接通所述燃料电池接口时，所述采样电路对所述变压电路和所述空压机控制电路的电压/电流信号进行采样；
14.所述数字控制单元接收到目标电流信号，经过pi调节器确定所述控制信号，通过发出所述控制信号令所述变压电路的输入电流等于目标电流；
15.所述数字控制单元接收到目标转速信号，经过所述pi调节器确定所述控制信号，通过发出所述控制信号令所述空压机转速达到目标转速。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述变压电路接通所述电网接口时，所述采样电路采样所述变压电路、所述空压机控制电路的电压/电流信号；
17.所述数字控制单元接收到目标电压信号，经过所述pi调节器确定所述控制信号，通过发出所述控制信号令所述变压电路的输入电压等于目标电压。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一开关管采用碳化硅mosfet开关管。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电网接口为三相电网接口。
20.第二方面，本技术实施例提供了一种燃料电池集成控制方法，包括在燃料电池集成控制系统执行如下步骤：
21.控制系统主控模块获取充电指令；
22.dc/dc控制器功率模块根据所述充电指令接通空压机控制电路和变压电路中的电感；
23.所述dc/dc控制器功率模块根据所述充电指令接通电网接口和所述变压电路中的所述电感，并接通动力电池接口，令所述变压电路中的所述电感和所述空压机控制电路形成pfc电路；
24.控制系统主控模块获取充电电压；
25.所述dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块根据所述充电电压，通过所述pfc电路输出所述充电电压，其中，所述燃料电池集成控制系统为如第一方面所述的燃料电池集成控制系统。
26.进一步地，所述控制系统主控模块包括采样电路、数字控制单元和驱动电路。
27.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块根据所述充电电压，通过所述pfc电路输出所述充电电压，包括：
28.所述dc/dc控制器功率模块和所述空压机控制器功率模块通过所述采样电路获取所述pfc电路的电压/电流信号；
29.所述数字控制单元接收控制命令，其中，所述控制命令为上位机根据所述充电电压和所述pfc电路的所述电压/电流信号向所述数字控制单元下发的；
30.所述数字控制单元根据接收的所述控制命令，通过所述驱动电路发送控制信号到所述dc/dc控制器功率模块和所述空压机控制器功率模块，使得所述dc/dc控制器功率模块和所述空压机控制器功率模块根据所述控制信号输出所述充电电压。
31.在本技术实施例中，提供了一种燃料电池集成控制系统，该燃料电池集成控制系
统包括dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块和控制系统主控模块，其中，所述dc/dc控制器功率模块上的第一开关切换接通到空压机控制电路，且第二开关切换变压电路接通电网接口时，变压电路中的电感和空压机控制电路接通形成了pfc电路，且使得电网接口接通到动力电池接口。通过该形成的pfc电路，控制系统主控模块通过输入控制信号的方式能够让pfc电路保持恒压输入实现对动力电池的充电。本技术实施例集成了dc/dc的电压变换功能及空压机转速控制功能，且能够在燃料电池控制系统中不额外添加pfc电路模块的前提下，在燃料电池控制系统中实现动力电池充电，能够有效降低燃料电池控制系统成本、体积及重量等负担过高的问题。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
33.图1是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统的电路示意图；
34.图2是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统处于正常模式下的电路示意图；
35.图3是本技术实施例中一种通过pi调节器输出第一开关管的pwm_q1、pwm_q2、pwm_q3控制信号的控制环路示意图；
36.图4是本技术实施例中一种在正常模式下通过pi调节器输出第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号的控制环路示意图；
37.图5是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统处于充电模式下的电路示意图；
38.图6是本技术实施例中一种在充电模式下通过pi调节器输出第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号的控制环路示意图。
具体实施方式
39.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
40.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
41.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“此”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
42.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的相同的字段，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
43.应当理解，尽管在本技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范
围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本技术实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。
44.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
45.本技术提供一种燃料电池集成控制系统，该燃料电池集成控制系统具有电网充电功能，包括以下三个模块：
46.dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块和控制系统主控模块。
47.其中，dc/dc(direct current direct current converter，直流/直流)控制器功率模块用于对燃料电池集成控制系统的电功率进行控制。空压机控制器功率模块用于控制燃料电池的输出电流，来调节整个系统的功率输出，通过调节空压机电机转速，来调节燃料电池空气进气量。控制系统主控模块用于接收目标指令，并通过调节器(如pi调节器)向dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块发出控制信号，从而达到dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块输出电压/电流达到目标电压/电流输出的目的。
48.具体地，dc/dc控制器功率模块包括变压电路、电网接口和燃料电池接口，变压电路包括电感、第一开关和第一开关管，第一开关用于切换电感接通第一开关管或接通空压机控制电路，dc/dc控制器功率模块还包括第二开关，第二开关用于切换变压电路接通燃料电池接口或接通电网接口。
49.其中，变压电路具体可采用三个boost变压电路并联，其中，一个boost变压电路可包括电感、第一开关管和二极管。第一开关管采用碳化硅mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)开关管，其控制信号由控制系统主控模块发出并控制。采用并联结构能够提升系统功率容量，采用碳化硅mosfet开关管能够提高开关频率，实现低电阻导通，以及耐高温、耐高压等效果。
50.其中，电网接口具体可以是三相电网接口。搭有燃料电池和动力电池的新能源汽车能够通过接入三相电网接口实现动力电池的充电功能。dc/dc控制器功率模块还包括燃料电池接口和第二开关。该第二开关具体可以是开闭式开关，例如，当第二开关处于闭合状态时，变压电路接通燃料电池接口，此时该变压电路用于控制dc/dc控制器功率模块的输入电流；当第二开关处于打开状态时，变压电路接通电网接口，此时该变压电路中的电感用于与空压机控制电路组成的pfc电路控制dc/dc控制器功率模块的电压恒压输出，使得动力电池能够在指定电压的恒压电路上实现充电。
51.dc/dc控制器功率模块还包括第一开关，该第一开关用于切换电感接通第一开关管或接通空压机控制电路，当第一开关切换至接通第一开关管时，该dc/dc控制器功率模块工作于燃料电池发电，当第一开关切换至接通空压机控制电路时，该dc/dc控制器功率模块工作于pfc(power factor correction，功率因数校正)电路的恒压充电。
52.具体地，空压机控制器功率模块包括空压机控制电路和动力电池接口，当变压电路接通电网接口，且第一开关切换接通到空压机控制电路时，变压电路中的电感和空压机控制电路形成pfc电路，动力电池接口接通，使得燃料电池集成控制系统能够对动力电池进
行充电。
53.进一步地，第一开关包括至少两个切换连接端口，当第一开关连接第一切换连接端口时，第一开关将电感和第一开关管接通；当第一开关连接第二切换连接端口时，第一开关将电感和第二开关管接通。
54.可以理解地，该第一开关可以是多路选一路的开关，例如第一开关可以是二选一开关，当第一开关在切换时，相应地将电感和第一开关管切换到接通，或者将电感和第二开关管切换到接通。需要说明的是，当电感和第二开关管接通后，在第二开关接通电网接口的前提下，dc/dc控制器功率模块的电流流向空压机控制器功率模块，形成了pfc电路，通过控制系统主控模块发出的控制信号，可以控制恒定的电压对动力电池进行充电。与现有技术相比，携带有动力电池的新能源车都是直接加入pfc电路模块实现动力电池充电，这会显著增加燃料电池系统的成本、体积和重量等方面上的负担。而本技术中采用的燃料电池集成控制系统，无需加入额外的交流充电电路，通过空压机控制器功率模块及dc/dc控制器功率模块的组合实现电网向蓄电池充电，在利用dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块的基础上，通过电路接通方式的改变形成pfc电路对动力电池进行充电，而不用额外增加pfc电路模块。
55.进一步地，dc/dc控制器功率模块的第一开关和第一开关管的数量和变压电路条数相同。具体地，每条变压电路可包括一个或多个电感元件，每条变压电路之间是并联的关系，采用这种电路连接方式能够提升燃料电池集成控制系统的功率容量。第一开关可以有多个，每条变压电路可以对应一第一开关，每一第一开关可对应一第一开关管。可以理解地，第一开关管通过接收控制系统主控模块发出的控制信号，可对dc/dc的电流/电压进行控制。在燃料电池放电时以及对动力电池进行充电时，都能对电路的电流/电压进行精准控制。
56.进一步地，空压机控制电路为逆变桥电路，包括第二开关管，第二开关管可以采用mosfet开关管。具体地，电网接口为三相接口时，空压机控制电路具体可以为三相逆变桥电路。该逆变桥电路上包括第二开关管，具体可以是碳化硅mosfet开关管。
57.进一步地，控制系统主控模块包括采样电路、数字控制单元和驱动电路；采样电路用于采样变压电路、空压机控制电路的电压/电流信号；数字控制单元(具体可以是数字控制芯片)用于接收上位机下发的控制命令，并通过驱动电路发送控制信号到变压电路、空压机控制电路，控制信号包括pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号和相关的开关控制信号，其中，该开关控制信号可根据pwm信号执行相应地开关控制操作。
58.可以理解地，控制系统主控模块是对dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块进行控制的模块，具体地，可先对变压电路、空压机控制电路进行电路检测，获取输入/输出的电压/电流信息，然后通过上位机下发的控制命令对变压电路、空压机控制电路进行控制干预，使得输入/输出的电流/电压符合预期。
59.进一步地，当变压电路接通燃料电池接口时，采样电路对变压电路和空压机控制电路的电压/电流信号进行采样；数字控制单元接收到目标电流信号，经过pi调节器确定控制信号，通过发出控制信号令变压电路的输入电流等于目标电流；数字控制单元接收到目标转速信号，经过pi调节器确定控制信号，通过发出控制信号令空压机转速达到目标转速。可以理解地，当燃料电池集成控制系统处于燃料电池发电的状态时，该控制系统的目的在
于控制变压电路的输入电流以及空压机的转速。数字控制单元在接收上位机发送的目标电流信号以及目标转速信号后，采用pi调节器将变压电路和输入电流以及空压机的转速进行调节控制，使得变压电路的输入电流尽量等于目标电流，空压机的转速尽量达到目标转速。
60.进一步地，当变压电路接通电网接口时，采样电路采样变压电路、空压机控制电路的电压/电流信号；数字控制单元接收到目标电压信号，经过pi调节器确定控制信号，通过发出控制信号令变压电路的输入电压等于目标电压。可以理解地，当燃料电池集成控制系统处于动力电池充电的状态时，此时的目标是让dc/dc控制器功率模块输出恒定的目标电压，具体地，在进行电流/电压采样后，驱动电路将经过pi调节器确定的控制信号发送给dc/dc控制器功率模块，以在该燃料电池集成控制系统上输出恒定的目标电压。
61.图1是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统的电路示意图。如图1所示，该燃料电池集成控制系统包括dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块和控制系统主控模块。
62.其中，dc/dc控制器功率模块包括三相电网接口、燃料电池接口以及变压电路。三相电网接口与变压电路相连，燃料电池接口一端与第二开关s5的一端连接，燃料电池接口另一端接地。变压电路包括电感l1、电感l2和电感l3，每个电感在电路关系上为并联关系，每个电感对应有一第一开关，分别是电感l1对应开关s1、电感l2对应开关s2和电感l3对应开关s3。每一第一开关对应有一第一开关管，分别是开关s1对应第一开关管q1、开关s2对应第一开关管q2和开关s3对应第一开关管q3，每一第一开关有两个连接端口，一个连接端口用于连接第一开关管，一个连接端口用于连接空压机控制电路，每一第一开关管串联有一二极管，分别为二极管d1、二极管d2和二极管d3。gnd表示接地。dc/dc控制器功率模块还包括第二开关，分别是开关s4和开关s5，开关s4的一端与三相电网接口连接，开关s4的另一端与开关s5的另一端连接。
63.其中，空压机控制器功率模块包括空压机控制电路和动力电池接口，空压机控制电路具体可以是三相逆变桥电路。如图2所示，该三相逆变桥电路上包括6个第二开关管(分别是qa1、qa2、qb1、qb2、qc1、qc2)以及电容c1。动力电池接口两端连接该三相逆变桥电路。空压机电机接口是该三相逆变桥电路的连接空压机的负载接口。
64.其中，控制系统主控模块是一个集成控制的模块，可从dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块中采样信号，并与外部的can(controller area network，控制器局域网络)通信后，向dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块发出控制信号。具体地，采样信号可以包括三相电压采样信号、三相电流采样信号和母线电压采样信号。控制信号可以是对开关s1、开关s2、开关s3、开关s4和开关s5发出的控制信号，以及对变压电路上的mosfet第一开关管(q1，q2，q3)发出控制信号，以及对空压机控制器mosfet第二开关管(qa1，qa2，qb1，qb2，qc1，qc2)发出控制信号。
65.如图1所示，开关s4、开关s5的开闭将确定与dc/dc控制器功率模块接通的接口是三相电网接口或是燃料电池接口。开关s1、开关s2和开关s3则是有两条选择的路线，分别是接通第一开关管(q1，q2，q3)和接通第二开关管(qa1，qa2，qb1，qb2，qc1，qc2)的路线。本技术实施例中，在燃料电池集成控制系统将dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块集成起来，且通过第一开关和第二开关将变压电路和空压机控制电路关联起来，在电动电池需要充电时，基于变压电路中的电感和空压机控制电路形成pfc电路，在不额外增加pfc电
路模块的前提下，能够实现电动电池充电功能，可有效减少燃料电池集成控制系统的成本、体积和重量等负担过高的问题。
66.在一实施例中，在图1的基础上，闭合开关s4、开关s5，使第一开关(s1，s2，s3)切换至电感接通变压电路上的第一开关管(q1，q2，q3)。此时为燃料电池集成控制系统的正常(燃料电池放电)模式。具体地，图2是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统处于正常模式下的电路示意图。如图2所示，dc/dc控制器功率模块接通燃料电池接口，电感接通第一开关管，数字控制单元具体可包括电堆电路控制模块和空压机转速控制模块。具体地，控制系统主控模块通过采样电路对电感电流进行采样，以及通过采样电路对空压机电流进行采样。控制系统主控模块再根据电堆电路控制模块和空压机转速控制模块分别接收的控制命令，通过控制mosfet的驱动电路，分别输出控制变压电路的第一开关管的pwm_q1、pwm_q2、pwm_q3控制信号，以及控制空压机控制电路的第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号。
67.图3是本技术实施例中一种通过pi调节器输出第一开关管的pwm_q1、pwm_q1、pwm_q1控制信号的控制环路示意图。
68.其中icmd为通过can通信接收到的目标电流的指令，icmd除以3之后作为三路的电感电流控制环路参考。il1samp，il2samp，il3samp为采样电路采集的三路boost电感电流值，作为控制环路的反馈值，最终输出pwm控制信号：pwm_q1、pwm_q2、pwm_q3。其中，pi调节器可对经过的电流进行调节，通过给定的目标电流指令与实际输出电流进行比较得到误差，并利用该误差让下一次输入的电流尽可能地接近目标电流，以达到调节、控制电流的目的。pwm能够根据pi调节器的输出改变脉冲的宽度或占空比，使得第一开关管的pwm_q1、pwm_q2、pwm_q3控制信号达到电流调节的效果，让输入的电流更加接近目标电流。
69.图4是本技术实施例中一种在正常模式下通过pi调节器输出第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号的控制环路示意图。
70.如图4所示，采用pi调节器作为信号反馈器件。具体地，控制系统主控模块接收到can通信传输的转速设定wset，转速设定wset的信号值输入到其中一条支路的pi调节器，另外将转速设定wset传输到另外一条支路，与空压机当前实际的转速w进行比较，通过电流采样的iasamp、ibsamp和icsamp以及电机转角观察算法得出转角theta，再利用dq变换(又称帕克变换，park'stransformation，是分析同步电动机运行常用的一种坐标变换)得到iq(d-q坐标系中q轴方向上的电流)和id(d-q坐标系中d轴方向上的电流)，iq与转速设定wset直接发送的pi调节器的所在支路接通并再做一次pi调节，id则直接做一次pi调节，最后将该iq和id通过pi调节后的输出以及转角theta进行dq反变换，得到基于三相svpwm(space vector pulse width modulation，空间矢量脉宽调制)的控制信号，包括第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号。
71.在燃料电池的放电模式下，通过dc/dc控制器功率模块的变压电路和空压机控制器功率模块的逆变桥电路能够将dc/dc的输入电流以及空压机电机转速控制在预设的数值附近。
72.图5是本技术实施例中一种燃料电池集成控制系统处于充电模式下的电路示意图。当燃料电池集成控制系统处于充电模式下时，氢燃料电池电堆停止工作，并通过三相电网接口，给动力电池恒压充电。
73.如图5所示，第二开关s4和第二开关s5断开，第一开关s1、第一开关s2和第一开关s3接通空压机控制器功率模块的第二开关管。动力电池接口和第二开关管接通，与dc/dc控制器功率模块的变压电路中的电感形成pfc电路。此时控制系统主控模块进行pfc充电控制，对三相电压、三相电流采样，对输入动力电池接口的电池电压采样。控制系统主控模块通过调节pwm信号，输出控制第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号，从而实现对pfc电路的恒压控制，实现对动力电池的充电功能。
74.图6是本技术实施例中一种在充电模式下通过pi调节器输出第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号的控制环路示意图。该控制环路的实现逻辑可参考图4的说明，主要区别在于控制环路的输入为充电电压设定vset和采样的电池电压vsamp，以及通过三相电压采样的vasamp、vbsamp和vcsamp通过锁相环得到相位角theta。如图6所示，充电电压设定vset和采样的电池电压作为控制环路的输入，并首先做一次pi调节；三相电压采样的vasamp、vbsamp和vcsamp通过锁相环得到相位角theta，该相位角theta和电流采样的iasamp、ibsamp和icsamp做dq变换，得到iq和id，之后，将iq和pi调节后的充电电压设定vset和采样的电池电压作为输入再做一次pi调节得到第一输出值；id则单独做一次pi调节，得到第二输出值。最后，根据第一输出值和第二输出值和相位角theta做dq反变换，得到基于三相svpwm的控制信号，包括第二开关管的pwm_qa1、pwm_qa2、pwm_qb1、pwm_qb2、pwm_qc1、pwm_qc2控制信号。
75.从图2和图5中可以看到，在本技术集成dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块的电路模块中，通过调节第一开关和第二开关能够让在正常模式和充电模式进行灵活切换。尤其是在充电模式时，通过第二开关s4和第二开关s5断开，第一开关s1、第一开关s2和第一开关s3让电感接通空压机控制器功率模块的第二开关管，使得变压电路中的电感和空压机控制电路形成了pfc电路，在无需额外加入pfc电路模块的情况下便能够实现动力电池的充电功能。
76.在本技术实施例中，构建了一种燃料电池集成控制系统，该燃料电池集成控制系统包括dc/dc控制器功率模块、空压机控制器功率模块和控制系统主控模块，其中，dc/dc控制器功率模块上的第一开关切换接通到空压机控制电路，且第二开关切换变压电路中接通电网接口时，变压电路中的电感和空压机控制电路接通形成了pfc电路，且使得电网接口接通到动力电池接口。通过该形成的pfc电路，控制系统主控模块通过输入控制信号的方式能够让pfc电路保持恒压输入实现对动力电池的充电。本技术实施例集成了dc/dc的电压变换功能及空压机转速控制功能，且能够在燃料电池控制系统中不额外添加pfc电路模块的前提下，在燃料电池控制系统中实现动力电池充电，能够有效降低燃料电池控制系统成本、体积及重量等负担过高的问题。
77.本技术实施例还提供一种燃料电池集成控制方法，包括在燃料电池集成控制系统执行如下步骤：
78.控制系统主控模块获取充电指令。
79.其中，该充电指令可以是车机终端下发的指令，以使得车辆从燃料电池的放电状态切换为通过电网进行充电的充电状态。
80.dc/dc控制器功率模块根据充电指令接通空压机控制电路和变压电路中的电感。
81.dc/dc控制器功率模块根据充电指令接通电网接口和变压电路中的电感，并接通
动力电池接口，令变压电路中的电感和空压机控制电路形成pfc电路。
82.控制系统主控模块获取充电电压。
83.该充电电压是车辆进行充电时所需的电压值，在充电过程中需要恒定的充电电压。
84.dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块根据充电电压，通过pfc电路输出充电电压，其中，燃料电池集成控制系统为如上述实施例提及的燃料电池集成控制系统。
85.进一步地，控制系统主控模块包括采样电路、数字控制单元和驱动电路。
86.进一步地，在dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块根据充电电压，通过pfc电路输出充电电压中，具体包括如下步骤：
87.dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块通过采样电路获取pfc电路的电压/电流信号。
88.数字控制单元接收控制命令，其中，控制命令为上位机根据充电电压和pfc电路的电压/电流信号向数字控制单元下发的。
89.数字控制单元根据接收的控制命令，通过驱动电路发送控制信号到dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块，使得dc/dc控制器功率模块和空压机控制器功率模块根据控制信号输出充电电压。
90.采样电路用于电压/电流信号的采样，采样后将信息发送给上位机进行分析，分析后上位机将向数字控制单元发送控制命令，最后数字控制单元再通过驱动电路发送控制信号对pfc的电压进行控制，从而达到恒定输出充电电压的目的。
91.本技术集成了dc/dc的电压变换功能及空压机转速控制功能，能够在燃料电池控制系统中不额外添加pfc电路模块的前提下，在燃料电池控制系统中实现动力电池充电，能够有效降低燃料电池控制系统成本、体积及重量等负担过高的问题。
92.应理解，以上述燃料电池集成控制系统作为基础所实施的方案及产品，都应落入到本技术的保护范围之内。
93.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
94.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。