CN110492551A - 燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置 - Google Patents

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CN110492551A CN201910590512.0A CN201910590512A CN110492551A CN 110492551 A CN110492551 A CN 110492551A CN 201910590512 A CN201910590512 A CN 201910590512A CN 110492551 A CN110492551 A CN 110492551A
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Abstract

本申请实施例提供了一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置。该燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。本申请实施例的技术方案可以实现对斩波电路的有效保护，提高燃料电池系统的稳定性。

Description

燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置。
背景技术
氢能燃料电池是通过控制氢量和空气量实现动态性能稳定输出的，它的能量转换也受到膜电极材料的限制，需要多次叠加，大功率的燃料电池一般质量重、体积大，故给大功率负载供电时一般会通过斩波实现电能质量的变换，但是由于斩波电路也是动态平衡的，当有多级斩波电路的输出振荡叠加时，很有可能导致系统崩溃。因此，如何能够实现对斩波电路的有效保护成为亟待解决的技术问题。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种燃料电池输出电路及其控制方法和控制装置，进而至少在一定程度上可以实现对斩波电路的有效保护，提高燃料电池系统的稳定性。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种燃料电池输出电路的控制方法，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比，包括：基于所述输入电压和所述输出电压，以及所述输入电流和所述输出电流，通过比例积分微分PID算法生成比例调节系数；基于所述比例调节系数，确定所述晶体管的控制信号的占空比。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入电压大于额定输入电压值的k1倍，则将输入过压标志位的值设置为第一值；若检测到所述输出电压大于额定输出电压值的k2倍，则将输出过压标志位的值设置为第一值；若检测到所述输入电流大于额定输入电流值的k3倍，则将输入过流标志位的值设置为第一值；若检测到所述输出电流大于额定输出电流值的k4倍，则将输出过流标志位的值设置为第一值；若检测到所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值大于温度阈值，则将过热标志位的值设置为第一值。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，在启动中断程序的情况下，确定以下条件是否满足：所述输入电压是否大于额定输入电压值的k1倍、所述输出电压是否大于额定输出电压值的k2倍、所述输入电流是否大于额定输入电流值的k3倍、所述输出电流是否大于额定输出电流值的k4倍、所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值是否大于温度阈值。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入过压标志位的值为第一值，则在经过第一预定时长后将所述输入过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输出过压标志位的值为第一值，则在经过第二预定时长后将所述输出过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输入过流标志位的值为第一值，则在经过第三预定时长后将所述输入过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述输出过流标志位的值为第一值，则在经过第四预定时长后将所述输出过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到所述过热标志位的值为第一值，则在经过第五预定时长后将所述过热标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述的燃料电池输出电路的控制方法还包括：若检测到所述输入过压标志位的值为第二值，则将输入过压状态位使能；若检测到所述输出过压标志位的值为第二值，则将输出过压状态位使能；若检测到所述输入过流标志位的值为第二值，则将输入过流状态位使能；若检测到所述输出过流标志位的值为第二值，则将输出过流状态位使能；若检测到所述过热标志位的值为第二值，则将过热状态位使能。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述燃料电池输出电路包括多个所述斩波模块，多个所述斩波模块串联连接后与所述燃料电池串联。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种燃料电池输出电路的控制装置，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制装置包括：检测单元，用于检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；确定单元，用于基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；控制单元，用于根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种燃料电池输出电路，包括：燃料电池；以及与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述控制电路用于执行如上述实施例中所述的燃料电池输出电路的控制方法。
在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述燃料电池包括氢能燃料电池。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的燃料电池输出电路的控制方法。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本申请的一些实施例所提供的技术方案中，通过检测斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流，基于该输入电压、该输出电压、该输入电流和该输出电流，确定斩波电路中的晶体管的控制信号的占空比，根据确定的占空比向晶体管输入控制信号，以控制斩波电路的输出电压和输出电流，使得能够采用限压限流的双闭环控制策略来实现对斩波电路的有效保护，进而能够提高燃料电池系统的稳定性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1示出了根据本申请的一个实施例的燃料电池输出电路的控制方法的流程图；
图2示出了根据本申请的一个实施例的BOOST斩波电路的结构图；
图3示出了根据本申请的一个实施例的单级限压限流双闭环BOOST斩波电路的结构图；
图4示出了根据本申请的一个实施例的多级限压限流双闭环BOOST斩波电路图；
图5示出了根据本申请的一个实施例的燃料电池系统的主框架图；
图6至图8示出了根据本申请的一个实施例的对多级限压限流双闭环BOOST斩波电路的控制流程图；
图9示出了根据本申请实施例的燃料电池输出电路的控制装置的框图；
图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
图1示出了根据本申请的一个实施例的燃料电池输出电路的控制方法的流程图，其中，燃料电池输出电路包括燃料电池和与燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，该斩波模块包括斩波电路和对该斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路。可选地，燃料电池可以是氢能燃料电池，并且燃料电池输出电路可以包括多个斩波模块，该多个斩波模块串联连接后与燃料电池串联。
参照图1所示，该燃料电池输出电路的控制方法包括如下步骤S110至步骤S130，详细介绍如下：
在步骤S110中，检测斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流。
在本申请的一个实施例中，斩波电路的输入电压即为燃料电池的输出电压；斩波电路的输出电压即为经过斩波处理后的电压；斩波电路的输入电流即为燃料电池的输出电流；斩波电路的输出电压即为斩波处理后的电流。
在本申请的一个实施例中，斩波电路可以是Boost斩波电路。
在步骤S120中，基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比。
在本申请的一个实施例中，可以基于该输入电压和该输出电压，以及该输入电流和该输出电流，通过比例积分微分(proportion、integral、differential，简称PID)算法生成比例调节系数，然后基于该比例调节系数确定晶体管的控制信号的占空比。
在本申请的一个实施例中，晶体管可以是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。
在步骤S130中，根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
图1所示实施例的技术方案使得能够采用限压限流的双闭环控制策略来实现对斩波电路的有效保护，进而能够提高燃料电池系统的稳定性。
在本申请的一个实施例中，若检测到输入电压大于额定输入电压值的k1倍，则将输入过压标志位的值设置为第一值；若检测到输出电压大于额定输出电压值的k2倍，则将输出过压标志位的值设置为第一值；若检测到输入电流大于额定输入电流值的k3倍，则将输入过流标志位的值设置为第一值；若检测到输出电流大于额定输出电流值的k4倍，则将输出过流标志位的值设置为第一值；若检测到燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值大于温度阈值，则将过热标志位的值设置为第一值。可选地，k1、k2、k3和k4可以是相同的，也可以是不相同的。第一值可以是用于表示等待的值，比如可以是WAITING。
在本申请的一个实施例中，可以在启动中断程序的情况下，确定前述的输入电压是否大于额定输入电压值的k1倍、前述的输出电压是否大于额定输出电压值的k2倍、前述的输入电流是否大于额定输入电流值的k3倍、前述的输出电流是否大于额定输出电流值的k4倍、前述的燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值是否大于温度阈值。
在本申请的一个实施例中，若检测到输入过压标志位的值为第一值，则在经过第一预定时长后将输入过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到输出过压标志位的值为第一值，则在经过第二预定时长后将输出过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到输入过流标志位的值为第一值，则在经过第三预定时长后将输入过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到输出过流标志位的值为第一值，则在经过第四预定时长后将输出过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；若检测到过热标志位的值为第一值，则在经过第五预定时长后将过热标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作。第二值可以是用于表示确定的值，比如可以是YES。
在本申请的一个实施例中，若检测到输入过压标志位的值为第二值，则将输入过压状态位使能；若检测到输出过压标志位的值为第二值，则将输出过压状态位使能；若检测到输入过流标志位的值为第二值，则将输入过流状态位使能；若检测到输出过流标志位的值为第二值，则将输出过流状态位使能；若检测到过热标志位的值为第二值，则将过热状态位使能。
以下结合图2至图8，以燃料电池是氢能燃料电池为例，对本申请实施例的技术方案进行详细阐述：
在本申请的一个实施例中，氢能燃料电池是一种电流源型的能源供给形式，输出电压会随着负载的变化而波动，特别是输出电流波动幅度大，出于稳定性和大功率器件的保护，本申请实施例中做了限压限流双闭环保护技术控制方案，其中使用到了BOOST斩波电路。
在本申请的一个实施例中，BOOST斩波电路的结构如图2所示，包括电感L、电容C、二极管VD和晶体管IGBT。其中，若电路中的电感L值足够大，电容C值也足够大，那么在IGBT处于通态时，电源Ui向电感L充电，输出靠电容C供电，IGBT的通态时间为ton；当IGBT处于断态时，电源Ui和电感L串联，向电容C充电同时输出能量，IGBT的通态时间为toff。其中，T＝ton+toff。
在升压斩波电路中，输出电压的平均值Uo与输入电压Ui的关系式如下：
将升压比的倒数记作β，即则β和IGBT控制信号的占空比α的关系为：α+β＝1。即输出电压为：
由上式可以得出，调节IGBT的控制信号的占空比可以调节BOOST斩波电路的输出电压。但是，由于BOOST斩波电路中的电感L和电容C在实际工况下很难满足足够大，故都需要行之有效的控制方案，本申请的实施例中通过PID控制算法来进行控制，PID控制算法实现表达式由比例增益、积分增益和微分增益组成，具体如下：
比例增益算法表达式为：
up[k]＝Kpe[k]
积分增益算法表达式为：
ui[k]＝ui[k-1]+Kie[k]
微分增益算法表达式为：
ud[k]＝Kd(e[k]-e[k-1])
PID算法表达式为：
u[k]＝up[k]+ui[k]+ud[k]
其中，Kp、Ki和Kd分别是比例增益、积分增益和微分增益。
在本申请的一个实施例中，单级限压限流双闭环BOOST斩波电路的结构如图3所示，其中的电压U环是通过PID算法实现的，由于能源供给是氢能燃料电池，与常规的DC-DC(是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置)变换直流供给不同，输入电压会随负载的变动而浮动，从而影响输出电压波动，故模拟采样输入选择输入电压作为检测输入，增强了保护的快速性，在信号输入的时候，对输入电压值进行限制处理。电流I环也可以通过PID算法实现，并且可以选择输出电流模拟采样作为检测输入，在信号输入的时候对其值进行限值处理。
在本申请的一个实施例中，单级限压限流双闭环BOOST斩波电路的输入功率Pi与输出功率Po存在如下关系：
因此，输入功率化简为：其中，η为功率转换效率。
由于燃料电池的输出功率基本是一定的，输入电压Ui和输出电流Io是反比例关系，故U环控制和I环控制是相互制约的，整个平衡过程是动态稳定的。本申请实施例中采用的多级限压限流双闭环BOOST斩波电路如图4所示，其包含了多个串联的单级限压限流双闭环BOOST斩波电路。
在本申请的一个实施例中，燃料电池系统的主框架图如图5所示，其中氢能燃料电池经过电控设备转换后得到动力电池，以向负载进行供电。CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)对整个系统有过热保护和驱动保护，CPU与电控设备之间有通讯控制和过压欠压过流保护，同时它们之间存在电气隔离。其中，电控设备中包含了多级限压限流双闭环BOOST斩波电路，在燃料电池控氢量和控氧量的数据基础上，通过双闭环控制寻找燃料电池最佳输出点。CPU对多级限压限流双闭环BOOST斩波电路控制策略如图6、图7和图8所示，这种控制方案大大减少了控制系统中功率器件的损坏率，延长了氢能燃料电池的使用寿命，也提高了系统的快速性和动态性能稳定性。
如图6所示，控制系统在接收到中断请求，且运行中断程序之后，可以判断Vin＞Kv*VIN是否成立、Vout＞Kv*VOUT是否成立、Iin＞Kv*IIN是否成立、Iout＞Kv*IOUT是否成立、T＞TN+△T是否成立。其中，Vin表示是输入电压值、VIN表示额定输入电压值；Vout表示输出电压值、VOUT表示额定电压值；Iin表示输入电流值、IIN表示额定输入电流值；Iout表示输出电流值、IOUT表示额定电流值；T表示设备温度值，TN表示额定温度值，△T表示超出额定温度的阈值。
在本申请的一个实施例中，若Vin＞Kv*VIN成立，则输入过压标志位设为WAITING；若Vout＞Kv*VOUT成立，则输出过压标志位设为WAITING；若Iin＞Ki*IIN成立，则输入过流标志位设为WAITING；若Iout＞Ki*IOUT成立，则输出过流标志位设为WAITING；若T＞TN+△T成立，则过热标志位设为WAITING。
在本申请的一个实施例中，如图7所示，若输入过压标志位为WAITING，则启动倒计时，并在倒计时结束后，将输入过压标志位设为YES，即确定出现过压故障，此时可以触发故障保护；若输出过压标志位为WAITING，则启动倒计时，并在倒计时结束后，将输出过压标志位设为YES，即确定出现过压故障，此时可以触发故障保护；若输入过流标志位为WAITING，则启动倒计时，并在倒计时结束后，将输入过流标志位设为YES，即确定出现过压故障，此时可以触发故障保护；若输出过流标志位为WAITING，则启动倒计时，并在倒计时结束后，将输出过流标志位设为YES，即确定出现过压故障，此时可以触发故障保护；若过热标志位为WAITING，则启动倒计时，并在倒计时结束后，将输出热标标志位设为YES，即确定出现过压故障，此时可以触发故障保护。
在本申请的一个实施例中，如图8所示，若输入过压标志位为YES，则令输入过压状态位使能；若输出过压标志位为YES，则令输出过压状态位使能；若输入过流标志位为YES，则令输入过流状态位使能；若输出过流标志位为YES，则令输出过流状态位使能；若过热标志位为YES，则令过热状态位使能。
参照图6至图8所示的控制逻辑，在本申请的实施例中，将控制命令、控制标志位、控制状态、控制执行、结果处理等分开进行处理。其中，图6示出了由控制命令(如图6中所示的中断请求命令)、控制判断(如图6中所示的判断Vin＞Kv*VIN是否成立、Vout＞Kv*VOUT是否成立、Iin＞Kv*IIN是否成立、Iout＞Kv*IOUT是否成立、T＞TN+△T是否成立)和控制标志位(如图6中所示的输入过压标志位、输出过压标志位、输入过流标志位、输出过流标志位、过热标志位)构建的故障检测主循环图。图7示出了由控制标志位、控制等待计时和控制执行(如图7中所示的故障使能)构建的故障执行循环图。图8示出了由控制标志位、控制状态(如图8中所示的输入过压状态位、输出过压状态位、输入过流状态位、输出过流状态位、过热状态位)构建的故障结果处理流程图。此外，结果处理由控制系统驱动硬件处理。需要说明的是：控制命令、控制判断和控制标志位的处理优先级最高，在定时中断执行；控制标志位、控制等待计时和控制执行的处理优先级其次，在主循环和定时器执行；控制状态和结果处理的优先级最低，在主循环和内部中断执行，这种控制方案大大增大了系统控制的快速性。
本申请实施例的技术方案使得氢能燃料电池能够始终运行在PV(功率-电压)曲线的最佳状态，有效避免了燃料电池电压电流不匹配而损坏膜电极，延长了燃料电池的使用寿命。同时，通过电控设备来控制氢燃料电池的能量形式转换，而电控设备是由多级限压限流双闭环BOOST斩波实现，因此可以在控制的基础上增加保护技术控制方案，即选择输入电压和输出电流作为双闭环检测输入，因此不仅提高了系统稳定性，保护了大功率器件不受损害，而且增强了系统控制的快速性。
以下介绍本申请的装置实施例，可以用于执行本申请上述的燃料电池输出电路的控制方法。
图9示出了根据本申请实施例的燃料电池输出电路的控制装置的框图，其中，燃料电池输出电路包括燃料电池和与燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，斩波模块包括斩波电路和对斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路。
参照图9所示，根据本申请实施例的燃料电池输出电路的控制装置900，包括：检测单元902、确定单元904和控制单元906。
其中，检测单元902用于检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；确定单元904用于基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；控制单元906用于根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
由于本申请的示例实施例的燃料电池输出电路的控制装置的各个功能模块与上述燃料电池输出电路的控制方法的示例实施例的步骤对应，因此对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请上述的燃料电池输出电路的控制方法的实施例。
图10示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
需要说明的是，图10示出的电子设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，计算机系统1000包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1001，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1005也连接至总线1004。
以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1001执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制方法包括：
检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；
基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；
根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
2.根据权利要求1所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比，包括：
基于所述输入电压和所述输出电压，以及所述输入电流和所述输出电流，通过比例积分微分PID算法生成比例调节系数；
基于所述比例调节系数，确定所述晶体管的控制信号的占空比。
3.根据权利要求1所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述输入电压大于额定输入电压值的k1倍，则将输入过压标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输出电压大于额定输出电压值的k2倍，则将输出过压标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输入电流大于额定输入电流值的k3倍，则将输入过流标志位的值设置为第一值；
若检测到所述输出电流大于额定输出电流值的k4倍，则将输出过流标志位的值设置为第一值；
若检测到所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值大于温度阈值，则将过热标志位的值设置为第一值。
4.根据权利要求3所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，在启动中断程序的情况下，确定以下条件是否满足：
所述输入电压是否大于额定输入电压值的k1倍、所述输出电压是否大于额定输出电压值的k2倍、所述输入电流是否大于额定输入电流值的k3倍、所述输出电流是否大于额定输出电流值的k4倍、所述燃料电池输出电路的设备温度值与额定温度值之间的差值是否大于温度阈值。
5.根据权利要求3所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述输入过压标志位的值为第一值，则在经过第一预定时长后将所述输入过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；
若检测到所述输出过压标志位的值为第一值，则在经过第二预定时长后将所述输出过压标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；
若检测到所述输入过流标志位的值为第一值，则在经过第三预定时长后将所述输入过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；
若检测到所述输出过流标志位的值为第一值，则在经过第四预定时长后将所述输出过流标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作；
若检测到所述过热标志位的值为第一值，则在经过第五预定时长后将所述过热标志位的值设置为第二值，并触发故障保护动作。
6.根据权利要求5所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述输入过压标志位的值为第二值，则将输入过压状态位使能；
若检测到所述输出过压标志位的值为第二值，则将输出过压状态位使能；
若检测到所述输入过流标志位的值为第二值，则将输入过流状态位使能；
若检测到所述输出过流标志位的值为第二值，则将输出过流状态位使能；
若检测到所述过热标志位的值为第二值，则将过热状态位使能。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池输出电路的控制方法，其特征在于，所述燃料电池输出电路包括多个所述斩波模块，多个所述斩波模块串联连接后与所述燃料电池串联。
8.一种燃料电池输出电路的控制装置，其特征在于，所述燃料电池输出电路包括燃料电池和与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述燃料电池输出电路的控制装置包括：
检测单元，用于检测所述斩波电路的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；
确定单元，用于基于所述输入电压、所述输出电压、所述输入电流和所述输出电流，确定所述晶体管的控制信号的占空比；
控制单元，用于根据确定的所述占空比向所述晶体管输入控制信号，以控制所述斩波电路的输出电压和输出电流。
9.一种燃料电池输出电路，其特征在于，包括：
燃料电池；以及
与所述燃料电池串联连接的至少一个斩波模块，所述斩波模块包括斩波电路和对所述斩波电路中的晶体管进行控制的控制电路，所述控制电路用于执行如权利要求1至7中任一项所述的燃料电池输出电路的控制方法。
10.根据权利要求9所述的燃料电池输出电路，其特征在于，所述燃料电池包括氢能燃料电池。
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