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1.一种双电池混合动力拓扑结构，应用于燃料电池发动机中，其特征在于，包括燃料电
池系统、DC/DC变换器、第一蓄电池、第二蓄电池和电驱动系统；所述燃料电池系统与所述
DC/DC变换器连接；所述DC/DC变换器分别与所述第一蓄电池、所述第二蓄电池连接；所述电
驱动系统分别与所述第一蓄电池、所述第二蓄电池连接；所述DC/DC变换器与所述第一蓄电
池之间设置有第一开关；所述第一蓄电池与所述电驱动系统之间设置有第二开关；所述DC/
DC变换器与所述第二蓄电池之间设置有第三开关；所述第二蓄电池与所述电驱动系统之间
2.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述双电池混合动力
拓扑结构还包括中控系统，所述中控系统分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开
3.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述第一蓄电池与所
述第二蓄电池的功率之和与所述燃料电池系统的功率相适配；且所述第一蓄电池的功率等
4.根据权利要求3所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述第一蓄电池与所
5.根据权利要求2所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述中控系统分别与
6.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述燃料电池系统向
7.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述燃料电池系统向
8.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，在供电时，所述燃料
9.根据权利要求1所述的双电池混合动力拓扑结构，其特征在于，所述第一开关、所述
燃料电池发动机是电动汽车发动机的一种。燃料电池系统发出的电，经逆变器、控
制器等装置，给电驱动系统供电，从而使得车辆在路上行驶。与传统的内燃机发动机相比，
燃料电池发动机系统一般采用“燃料电池+动力电池+电动机”的模式来提供动力输出，其能
量来源不仅不受地理环境限制，反应的生成物不存在污染环境的成分，并因其反应不受卡
诺循环的影响，其能量转换效率是内燃机的2～3倍。而相比于纯电动车，氢燃料电池车的能
工况变得非常复杂。燃料电池系统的动态响应比较慢，在启动、急加速或者爬陡坡时燃料电
池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。在实际燃料电池汽车发动机上，常常需要使用燃
料电池混合电动汽车的设计方法，即搭配辅助能源设备(蓄电池、超级电容器等电动设备)，
通过电力电子装置与燃料电池串并网，用来提供峰值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料
对简单，即燃料电池系统端通过DC/DC直接给蓄电池供电，然后由蓄电池把额定的电压供给
电驱动系统，这种拓扑结构能保证燃料电池系统的稳定功率输出，即燃料电池的运行可不
受车辆工况的影响，维持在某一个特定的输出功率即可；但该动力拓扑结构存在一个严重
问题，即在车辆运行中，蓄电池一边接受燃料电池的充电，另一边要同时给驱动系统供电，
池系统和电驱动系统间安装一个DC/DC变换器，这样燃料电池系统端电压通过DC/DC变换器
的升压或者降压来与系统母线的电压等级进行匹配，另匹配一台蓄电池并联在系统母线
上；当车平稳运行时，仅燃料电池系统供电就能满足运行要求，而在启动、加速和爬坡等突
发高负载运行的工况中，因燃料电池系统的响应速度慢，需要蓄电池辅助供电，来满足车辆
的行驶要求，而当车辆低负载运行时(如怠速、减速等工况中)，燃料电池除满足车辆运行
外，尚有富裕的能量储存进蓄电池中，以备后续车辆高负载运行时使用，这种方式可以提高
整个动力系统的能量效率；但燃料电池系统需要实时调整自己的输出功率来满足车辆的实
动力拓扑结构易严重损害蓄电池的使用寿命、并联式动力拓扑结构容易影响燃料电池的使
燃料电池发动机中，包括燃料电池系统、DC/DC变换器、第一蓄电池、第二蓄电池和电驱动系
统；所述燃料电池系统与所述DC/DC变换器连接；所述DC/DC变换器分别与所述第一蓄电池、
所述第二蓄电池连接；所述电驱动系统分别与所述第一蓄电池、所述第二蓄电池连接；所述
DC/DC变换器与所述第一蓄电池之间设置有第一开关；所述第一蓄电池与所述电驱动系统
之间设置有第二开关；所述DC/DC变换器与所述第二蓄电池之间设置有第三开关；所述第二
进一步地，在供电时，所述燃料电池系统的输出功率恒定不变。即在供电过程中，
进一步地，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关均为电
在本申请中，所述燃料电池系统通过DC/DC变换器分别给第一蓄电池和第二蓄电
池供电，然后由第一蓄电池和第二蓄电池直接给电驱动系统供电。通过设置第一开关、第二
开关、第三开关以及第四开关，并通过中控系统统一控制上述开关，可以避免出现第一蓄电
当燃料电池系统通过DC/DC变换器给第一蓄电池供电时，第一开关闭合，从而连通
DC/DC变换器与第一蓄电池之间的线路，此时，第一蓄电池与电驱动系统间的第二开关打
开；相应地，DC/DC变换器与第二蓄电池之间的第三开关打开，第二蓄电池与电驱动系统之
间的第四开关闭合，由第二蓄电池给电驱动系统供电。根据蓄电池SOC的评判标准，当第一
蓄电池的电池容量达到80％时，中控系统发出指令让燃料电池系统停止工作，并切断第一
当第二蓄电池的电池容量低于20％时，中控系统发出指令切断第四开关，同时打
开第二开关，由第一蓄电池给电驱动系统继续供电来满足车辆行驶的需要；此时，中控系统
同时驱动燃料电池系统运行，并关闭DC/DC变换器与第二蓄电池之间的第三开关，使燃料电
相对于现有技术，本申请具有如下技术效果：在本申请中，通过将第一蓄电池和第
二蓄电池并联设置，并通过中控系统和电磁开关的联控，使得两块蓄电池不同时处于充电
和放电的过程，且能保证燃料电池系统在工作时处于某一特定的输出功率，这样在满足车
辆实际运行需要的同时，实现燃料电池系统和蓄电池的使用寿命最大化。并且，根据发动机
系统的功率匹配，采用两块蓄电池的方式，不仅没有增加蓄电池的成本，而且还能有效避免
或现有技术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
是本实用新型的一些实施例，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
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、
顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相
对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第
二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指
示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一
个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术
人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方
扑结构存在一个严重问题，即在车辆运行中，蓄电池一边接受燃料电池的充电，另一边要同
时给驱动系统供电，会严重损害蓄电池的使用寿命。虽然现有的并联式拓扑结构可以提高
整个动力系统的能量效率；但燃料电池系统需要实时调整自己的输出功率来满足车辆的实
际运行要求，会严重影响燃料电池的使用寿命。基于此，本申请提供一种双电池混合动力拓
具体的，如图1所示，本实用新型实施例提供一种双电池混合动力拓扑结构，应用
于燃料电池发动机中，包括燃料电池系统10、DC/DC变换器20、第一蓄电池30、第二蓄电池40
和电驱动系统50；所述燃料电池系统10与所述DC/DC变换器20连接；所述DC/DC变换器20分
别与所述第一蓄电池30、所述第二蓄电池40连接；所述电驱动系统50分别与所述第一蓄电
池30、所述第二蓄电池40连接；所述DC/DC变换器20与所述第一蓄电池30之间设置有第一开
关K1；所述第一蓄电池30与所述电驱动系统50之间设置有第二开关K2；所述DC/DC变换器20
与所述第二蓄电池40之间设置有第三开关K3；所述第二蓄电池40与所述电驱动系统50之间
进一步地，所述双电池混合动力拓扑结构还包括中控系统60，所述中控系统60分
别与所述第一开关K1、所述第二开关K2、所述第三开关K3以及所述第四开关K4连接。
进一步地，所述第一蓄电池30与所述第二蓄电池40的功率之和与所述燃料电池系
统10的功率相适配；且所述第一蓄电池30的功率等于所述第二蓄电池40的功率。
进一步地，所述第一蓄电池30与所述第二蓄电池40的功率之和等于所述燃料电池
进一步地，所述中控系统60分别与所述第一蓄电池30、所述第二蓄电池40连接。
进一步地，所述燃料电池系统10向所述第一蓄电池30充电的速度大于所述第一蓄
进一步地，所述燃料电池系统10向所述第二蓄电池40充电的速度大于所述第二蓄
进一步地，在供电时，所述燃料电池系统10的输出功率恒定不变。即在供电过程
进一步地，所述第一开关K1、所述第二开关K2、所述第三开关K3以及所述第四开关
在本申请中，所述燃料电池系统通过DC/DC变换器分别给第一蓄电池和第二蓄电
池供电，然后由第一蓄电池和第二蓄电池直接给电驱动系统供电。通过设置第一开关、第二
开关、第三开关以及第四开关，并通过中控系统统一控制上述开关，可以避免出现第一蓄电
当燃料电池系统通过DC/DC变换器给第一蓄电池供电时，第一开关闭合，从而连通
DC/DC变换器与第一蓄电池之间的线路，此时，第一蓄电池与电驱动系统间的第二开关打
开；相应地，DC/DC变换器与第二蓄电池之间的第三开关打开，第二蓄电池与电驱动系统之
间的第四开关闭合，由第二蓄电池给电驱动系统供电。根据蓄电池SOC的评判标准，当第一
蓄电池的电池容量达到80％时，中控系统发出指令让燃料电池系统停止工作，并切断第一
当第二蓄电池的电池容量低于20％时，中控系统发出指令切断第四开关，同时打
开第二开关，由第一蓄电池给电驱动系统继续供电来满足车辆行驶的需要；此时，中控系统
同时驱动燃料电池系统运行，并关闭DC/DC变换器与第二蓄电池之间的第三开关，使燃料电
池系统给第二蓄电池供电，直至第二蓄电池的电池容量达到80％为止。当第一蓄电池的电
开关的联控，使得两块蓄电池不同时处于充电和放电的过程，且能保证燃料电池系统在工
作时处于某一特定的输出功率，这样在满足车辆实际运行需要的同时，实现燃料电池系统
和蓄电池的使用寿命最大化。并且，根据发动机系统的功率匹配，采用两块蓄电池的方式，
不仅没有增加蓄电池的成本，而且还能有效避免运行过程中单一蓄电池出现故障导致整个
凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构
变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
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