本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池控制方法及車輛，屬于燃料電池。

背景技術(shù)：

1、燃料電池為一種發(fā)電機(jī)，其通過(guò)燃料電池堆中的電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而不通過(guò)燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱，并且可用于向小型電氣/電子產(chǎn)品，特別是便攜式裝置供應(yīng)電力，以及為工業(yè)供應(yīng)電力、為家庭供應(yīng)電力以及為駕駛車輛供應(yīng)電力。在燃料電池中，氫和氧相互反應(yīng)產(chǎn)生電能。所產(chǎn)生的電能可驅(qū)動(dòng)燃料電池車輛中的馬達(dá)，以用作用于車輛的電源或者可用于發(fā)電功能，該發(fā)電功能通過(guò)外部電源網(wǎng)絡(luò)向家庭、辦公室、工廠等提供電能。

2、目前，燃料電池汽車在運(yùn)行控制過(guò)程中面臨的一系列問(wèn)題，具體包括：

3、低溫啟動(dòng)難題：燃料電池在低溫環(huán)境下啟動(dòng)困難，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，且啟動(dòng)過(guò)程中容易出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的問(wèn)題。傳統(tǒng)的燃料電池汽車在運(yùn)行過(guò)程中，往往不能根據(jù)實(shí)時(shí)功率需求和車輛狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行模式的動(dòng)態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致運(yùn)行效率低下，能耗較高。安全性能不足：燃料電池汽車在運(yùn)行過(guò)程中，可能面臨氫氣泄漏、電池過(guò)熱等安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種燃料電池控制方法及車輛，通多重安全保護(hù)機(jī)制，本發(fā)明通過(guò)動(dòng)態(tài)切換運(yùn)行模式和優(yōu)化能耗管理策略，顯著提高了燃料電池汽車的運(yùn)行效率和能源利用率，確保了燃料電池汽車在異常情況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種燃料電池控制方法，包括：

4、當(dāng)接收到啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的啟動(dòng)控制模式；

5、根據(jù)相應(yīng)的所述啟動(dòng)控制模式分別對(duì)電堆、dc-dc轉(zhuǎn)換器、氫氣設(shè)備和空氣設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)控制策略。

6、優(yōu)選的是，所述啟動(dòng)控制模式包括：低溫啟動(dòng)控制模式、低溫切換高溫控制模式和高溫啟動(dòng)控制模式。

7、優(yōu)選的是，所述根據(jù)相應(yīng)的所述啟動(dòng)控制模式分別對(duì)電堆、dc-dc轉(zhuǎn)換器、氫氣設(shè)備和空氣設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)控制策略，包括：

8、當(dāng)所述啟動(dòng)控制模式為低溫啟動(dòng)控制模式，所述相應(yīng)控制策略為低溫啟動(dòng)控制策略，所述低溫啟動(dòng)控制策略，包括：

9、控制dc-dc轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)功率小于500khz，啟動(dòng)空氣設(shè)備和氫氣設(shè)備；

10、獲取實(shí)際入堆空氣流量，根據(jù)所述實(shí)際入堆空氣流量和目標(biāo)空氣入堆流量得到目標(biāo)與實(shí)際氣流量的偏差；

11、根據(jù)所述目標(biāo)與實(shí)際氣流量的偏差進(jìn)行pid控制調(diào)整以及計(jì)算增益得到的轉(zhuǎn)速限幅對(duì)空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整；

12、調(diào)整電堆供電電流的輸出電壓并獲取電堆輸出目標(biāo)電壓，判斷所述電堆輸出目標(biāo)電壓是否達(dá)到目標(biāo)電壓：

13、是，低溫啟動(dòng)完成；

14、否，重復(fù)根據(jù)所述目標(biāo)與實(shí)際氣流量的偏差進(jìn)行pid控制調(diào)整以及計(jì)算增益得到的轉(zhuǎn)速限幅對(duì)空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整直至達(dá)到目標(biāo)電壓為止。

15、優(yōu)選的是，所述根據(jù)相應(yīng)的所述啟動(dòng)控制模式分別對(duì)電堆、dc-dc轉(zhuǎn)換器、氫氣設(shè)備和空氣設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)控制策略，包括：

16、當(dāng)所述啟動(dòng)控制模式為低溫切換高溫控制模式，所述相應(yīng)控制策略為低溫切換高溫控制策略，所述低溫切換高溫控制策略，包括：

17、獲取電堆的輸出電流判斷其是否小于等于標(biāo)定值：

18、是，執(zhí)行下一步驟；

19、否，控制電堆的輸出電流降低直至小于等于標(biāo)定值后執(zhí)行下一步驟；

20、獲取實(shí)際入堆空氣流量，根據(jù)所述實(shí)際入堆空氣流量和目標(biāo)空氣入堆流量得到目標(biāo)與實(shí)際氣流量的偏差；

21、根據(jù)所述目標(biāo)與實(shí)際氣流量的偏差進(jìn)行pid控制調(diào)整以及計(jì)算增益得到的轉(zhuǎn)速限幅對(duì)空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整；

22、獲取入堆空氣計(jì)量比，并判斷其是否達(dá)到目標(biāo)值：

23、是，執(zhí)行下一步驟；

24、否，重新對(duì)所述空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整直至達(dá)到目標(biāo)值后執(zhí)行下一步驟；

25、獲取整車的實(shí)時(shí)功率需求以及實(shí)時(shí)燃料電池的參數(shù)，根據(jù)所述整車的實(shí)時(shí)功率需求調(diào)整實(shí)時(shí)電堆輸出直至滿足高溫運(yùn)行模型穩(wěn)定。

26、優(yōu)選的是，所述根據(jù)相應(yīng)的所述啟動(dòng)控制模式分別對(duì)電堆、dc-dc轉(zhuǎn)換器、氫氣設(shè)備和空氣設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)控制策略，包括：

27、當(dāng)所述啟動(dòng)控制模式為高溫啟動(dòng)控制模式，所述相應(yīng)控制策略為高溫啟動(dòng)控制策略，所述高溫啟動(dòng)控制策略，包括：

28、獲取燃料電池的參數(shù)，所述燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)至少包括：電堆溫度、冷卻液溫度、空氣和氫氣的流量與壓力、電堆輸出電壓與電流；

29、控制dc-dc轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)功率小于2mhz，采用pid控制算法對(duì)電堆的輸出電壓和電流進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，根據(jù)氫入堆壓力值判斷其所屬的壓力區(qū)間，根據(jù)所述壓力區(qū)間執(zhí)行相應(yīng)最優(yōu)功率調(diào)節(jié)策略。

30、優(yōu)選的是，所述壓力區(qū)間包括：低壓力區(qū)間、中壓力區(qū)間和高壓力區(qū)間。

31、優(yōu)選的是，所述根據(jù)所述壓力區(qū)間執(zhí)行相應(yīng)最優(yōu)功率調(diào)節(jié)策略，包括：

32、當(dāng)所述壓力區(qū)間為低壓力區(qū)間時(shí)，所述最優(yōu)功率調(diào)節(jié)策略包括：減小燃料電池電堆輸出功率，同時(shí)增大動(dòng)力電池的輸出功率；

33、當(dāng)所述壓力區(qū)間為中壓力區(qū)間時(shí)，所述最優(yōu)功率調(diào)節(jié)策略包括：調(diào)節(jié)燃料電池電堆輸出功率，并調(diào)節(jié)動(dòng)力電池輸出功率；

34、當(dāng)所述壓力區(qū)間為高壓力區(qū)間時(shí)，所述最優(yōu)功率調(diào)節(jié)策略包括：調(diào)節(jié)燃料電池電堆的輸出最大功率，減少動(dòng)力電池的輸出。

35、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種燃料電池控制裝置，包括：

36、接收模塊，用于當(dāng)接收到啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的啟動(dòng)控制模式；

37、執(zhí)行模塊，用于根據(jù)相應(yīng)的所述啟動(dòng)控制模式分別對(duì)電堆、dc-dc轉(zhuǎn)換器、氫氣設(shè)備和空氣設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)控制策略。

38、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種車輛，包括：

39、一個(gè)或多個(gè)處理器；

40、用于存儲(chǔ)所述一個(gè)或多個(gè)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；

41、其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為：

42、執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的第一方面所述的方法。

43、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第四方面，提供一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令由終端的處理器執(zhí)行時(shí)，使得終端能夠執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的第一方面所述的方法。

44、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第五方面，提供一種應(yīng)用程序產(chǎn)品，當(dāng)應(yīng)用程序產(chǎn)品在終端在運(yùn)行時(shí)，使得終端執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的第一方面所述的方法。

45、本發(fā)明提供一種燃料電池控制方法及車輛，有益效果在于：

46、提高啟動(dòng)效率：通過(guò)優(yōu)化低溫啟動(dòng)控制策略，本發(fā)明顯著提高了燃料電池的啟動(dòng)效率，縮短了啟動(dòng)時(shí)間，使得燃料電池汽車能夠在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入工作狀態(tài)。

47、提升運(yùn)行穩(wěn)定性：本發(fā)明通過(guò)精確控制燃料電池的參數(shù)和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了在不同溫度和功率需求下的平穩(wěn)運(yùn)行，提高了燃料電池汽車的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

48、優(yōu)化能源利用：通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整燃料電池參數(shù)，本發(fā)明能夠確保燃料電池始終在最佳工作狀態(tài)，從而優(yōu)化了能源利用，提高了燃料電池汽車的續(xù)航里程和能效。

49、增強(qiáng)安全性：多重安全保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)使得本發(fā)明在異常情況下能夠迅速響應(yīng)，采取必要的控制措施，從而增強(qiáng)了燃料電池汽車的安全性。

50、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。