CN111193052A - 控制燃料电池发动机活化的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种控制燃料电池发动机活化的方法及装置。本发明中的控制燃料电池发动机活化的方法包括获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压，获取燃料电池发动机在车辆运行时以预设功率运行时的第二输出电压，根据第一输出电压和第二输出电压计算输出电压差值，根据输出电压差值大于第一预设阈值，控制燃料电池发动机进行活化。通过使用本技术方案中的控制燃料电池发动机活化的方法，获取两个输出电压，通过电压的差值与第一预设阈值的比对确定燃料电池发动机是否需要活化，从而在整车运行中可以及时对燃料电池发动机进行活化，提高了燃料电池发动机的工作可靠性。

Description

控制燃料电池发动机活化的方法及装置

技术领域

本发明属于燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种控制燃料电池发动机活化的方法及装置。

背景技术

燃料电池发动机在使用过程中，因工况需求的原因，实际运行的燃料电池发动机可能会长时间处于中低功率状态运行；燃料电池发动机在长时间中低功率运行，当整车需求大功率时，燃料电池发动机可能无法响应至大功率，使得整车在夏、冬季需求较大功率时，燃料电池发动机不能发挥至最大功率，无法满足整车的使用需求，另外，现有技术还不能在整车运行中判定燃料电池发动机是否需要活化。若调整控制策略使燃料电池发动机一直处于大功率状态，一方面燃料电池发动机的使用效率下降，用户使用成本增加，另一方面，燃料电池发动机频繁启停会减少燃料电池发动机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术不能在整车运行中判断燃料电池发动机是否需要活化的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种控制燃料电池发动机活化的方法，包括：

获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压；

获取燃料电池发动机在车辆运行时以所述预设功率运行时的第二输出电压；

根据所述第一输出电压和所述第二输出电压计算输出电压差值；

根据所述输出电压差值大于第一预设阈值，控制所述燃料电池发动机进行活化。

通过使用本技术方案中的控制燃料电池发动机活化的方法，获取两个输出电压，通过电压的差值与第一预设阈值的比对确定燃料电池发动机是否需要活化，从而在整车运行中可以及时对燃料电池发动机进行活化，提高了燃料电池发动机的工作可靠性。

另外，根据本发明的控制燃料电池活化的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

获取整车控制器对燃料电池发动机的需求工作功率和燃料电池发动机的第一实际功率；

根据所述需求工作功率和所述第一实际功率计算第一工作功率差值；

根据所述第一工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制所述燃料电池发动机进行活化。

在本发明的一些实施方式中，判断所述燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法包括：

获取燃料电池发动机的上次活化时刻和本次活化时刻；

根据所述上次活化时刻和所述本次活化时刻计算活化时间间隔；

根据所述活化时间间隔大于预设时间阈值，确定所述燃料电池发动机需要进行活化。

在本发明的一些实施方式中，判断所述燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法还包括：根据所述活化时间间隔小于等于预设时间阈值，控制仪表盘发出“发动机需要检修附件系统”的提示信息。

在本发明的一些实施方式中，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

根据所述第一工作功率差值小于等于第二预设阈值，获取所述第一实际功率是否一直处于稳定值或中低值；

根据所述第一实际功率并非一直处于稳定值或中低值，确定所述燃料电池发动机不需要进行活化。

在本发明的一些实施方式中，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

根据所述第一实际功率一直处于稳定值或中低值，控制所述燃料电池发动机的需求工作功率升至额定功率；

获取燃料电池发动机的需求工作功率提升至额定功率后所述燃料电池发动机的第二实际功率；

根据所述额定功率和所述第二实际功率计算第二工作功率差值；

根据所述第二工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制所述燃料电池发动机进行活化；

根据所述第二工作功率差值小于等于第二预设阈值，确定所述燃料电池发动机不需要进行活化。

在本发明的一些实施方式中，控制所述燃料电池发动机进行活化具体包括：

获取车辆内动力电池的SOC值；

根据所述SOC值小于等于所述预设电量值，控制燃料电池发动机以当前发动机允许的最大功率运行并为所述动力电池充电；

根据所述SOC值大于所述预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率。

在本发明的一些实施方式中，所述根据所述SOC值大于所述预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率具体包括：

根据燃料电池发动机在运行过程中出现停机现象，获取燃料电池发动机在停机时刻的运行功率；

控制燃料电池发动机在重启后以所述运行功率运行并逐递增至额定功率。

本发明还提出了一种控制燃料电池发动机活化的装置，所述装置用于执行以上所述的控制燃料电池发动机活化的方法，所述装置包括：

获取模块，用于获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压；以及

获取燃料电池发动机在车辆运行时以所述预设功率运行时的第二输出电压；

计算模块，用于根据所述第一输出电压和所述第二输出电压计算输出电压差值；

控制模块，用于根据所述输出电压差值大于第一预设阈值，控制所述燃料电池发动机进行活化。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的控制燃料电池发动机活化的方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的控制燃料电池发动机活化的方法的SOC值范围示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的控制燃料电池发动机活化的方法的流程图。如图1所示，本发明提出了一种控制燃料电池发动机活化的方法。本发明中的控制燃料电池发动机活化的方法包括获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压，获取燃料电池发动机在车辆运行时以预设功率运行时的第二输出电压，根据第一输出电压和第二输出电压计算输出电压差值，根据输出电压差值大于第一预设阈值，控制燃料电池发动机进行活化。

通过使用本技术方案中的控制燃料电池发动机活化的方法，获取两个输出电压，通过电压的差值与第一预设阈值的比对确定燃料电池发动机是否需要活化，从而在整车运行中可以及时对燃料电池发动机进行活化，提高了燃料电池发动机的工作可靠性。

具体地，在本发明的一些实施例中，燃料电池发动机在预设功率下，整车控制器记录燃料电池首次工作时的预设功率P对应的第一输出电压U1，车辆运行中整车控制器记录燃料电池发动机工作在相同预设功率P下对应的第二输出电压U2，当U1和U2的差值大于第一预设阈值时，可认为此时燃料电池发动机性能有所下降，需要进行活化操作。这种方法通过在相同预设功率P下的不同的电压值对比确定发动机是否需要活化，该方法可以在整车运行过程中操作，相比现有技术需要在台架上活化燃料电池发动机，提升了燃料电池发动机的工作可靠性。

需要说明的是，上述实施例中所述预设功率和第一预设阈值可以根据燃料电池发动机的特性灵活设置，并不局限于特定某个数值，因此，预设功率的具体数值和第一预设阈值的具体数值在此不进行举例说明。

进一步地，在本发明的一些实施例中，控制燃料电池发动机活化的方法还包括：获取整车控制器对燃料电池发动机的需求工作功率和燃料电池发动机的第一实际功率；根据需求工作功率和第一实际功率计算第一工作功率差值；根据第一工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制燃料电池发动机进行活化。整车控制器发送的燃料电池的需求工作功率为P1，此时燃料电池发动机第一实际工作功率为P2，当P1和P2的差值大于第二预设阈值时，可认为此时燃料电池发动机性能有所下降，需要进行活化。本实施例中通过需求功率和实际功率的对比进行确定燃料电池发动机是否需要活化，该方法可以在整车运行过程中进行操作，使得判断方法更加简便。同样的，上述实施例中所述的第二预设阈值可以根据燃料电池发动机的特性灵活设置，并不局限于特定某个数值，因此，第二预设阈值的具体数值在此不进行举例说明。

具体地，在本发明的一些实施例中，判断燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法包括：获取燃料电池发动机的上次活化时刻和本次活化时刻；根据上次活化时刻和本次活化时刻计算活化时间间隔；根据活化时间间隔大于预设时间阈值，确定燃料电池发动机需要进行活化。通过此种方法如果发动机如果在短时间内出现多次活化操作，则说明问题并不是出现在燃料电池发动机本身，此时则要寻找其他原因，所以根据活化时间间隔大于预设时间阈值，确定燃料电池发动机需要进行活化。此种方法可以准确的根据预设时间阈值来判断需要活化的原因并及时维修或活化操作，提高了效率。同样的，上述实施例中所述的预设时间阈值可以根据燃料电池发动机的特性灵活设置，并不局限于特定某个数值，因此，预设时间阈值的具体数值在此不进行举例说明。

进一步地，在本发明的一些实施例中，判断燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法还包括：根据活化时间间隔小于等于预设时间阈值，控制仪表盘发出“发动机需要检修附件系统”的提示信息。如果燃料电池发动机在短时间内出现多次活化操作，则说明问题并不是出现在燃料电池发动机本身，而是出现在燃料电池发动机的附件系统上，所以根据活化时间间隔小于等于预设时间阈值，控制仪表盘发出“发动机需要检修附件系统”的提示信息。此种方法可以准确的根据预设时间阈值来判断需要活化的原因并及时维修或活化操作，提高了效率。

具体地，在本实施例中，控制燃料电池发动机活化的方法还包括：根据第一工作功率差值小于等于第二预设阈值，获取第一实际功率是否一直处于稳定值或中低值；根据第一实际功率并非一直处于稳定值或中低值，确定燃料电池发动机不需要进行活化。第一实际功率不处于稳定值或中低值说明发动机在中低功率运行后，当需求工作功率增大时，燃料电池发动机可以响应大功率的需求，可以满足整车的行驶需求，因此，此种状态下不需要对燃料电池发动机进行活化。

具体地，在本发明的一些实施例中，控制燃料电池发动机活化的方法还包括：根据第一实际功率一直处于稳定值或中低值，控制燃料电池发动机的需求工作功率升至额定功率；获取燃料电池发动机的需求工作功率提升至额定功率后燃料电池发动机的第二实际功率；根据额定功率和第二实际功率计算第二工作功率差值；根据第二工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制燃料电池发动机进行活化；根据第二工作功率差值小于等于第二预设阈值，确定燃料电池发动机不需要进行活化。如果燃料电池发动机的实际功率始终处于稳定值或中低值，说明燃料电池发动机在中低功率运行后，当需求功率增大时不能响应大功率需求，满足不了整车的行驶需求，此种状态下需要对燃料电池发动机进行活化操作。这种判断方法可以准确的判断当燃料电池发动机的工作功率一直处于稳定值或中低值时燃料电池发动机是否需要活化的操作，同时也可以在整车运行过程中实现，提高了燃料电池发动机的工作可靠性。

进一步地，在本发明的一些实施例中，控制燃料电池发动机进行活化具体包括：获取车辆内动力电池的SOC值；根据SOC值小于等于预设电量值，控制燃料电池发动机以当前发动机允许的最大功率运行并为动力电池充电；根据SOC值大于预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率。根据SOC值大于预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率具体包括：根据燃料电池发动机在运行过程中出现停机现象，获取燃料电池发动机在停机时刻的运行功率；控制燃料电池发动机在重启后以运行功率运行并逐递增至额定功率。

具体地，在本实施例中，图2示意性地示出了根据本发明实施方式的燃料电池发动机活化的方法的SOC值范围示意图，如图2所示。1)当车辆内动力电池的SOC值(剩余电量值)低于预设电量值SOC1时，HCU(整车控制器)将控制燃料电池发动机以最大允许功率运行，以便动力电池的SOC值快速上升至SOC2值，其中，预设电量值SOC1的确定方法为：根据燃料电池发动机的活化时间、发电量和动力电池总电量大体估算动力电池的预设电量值SOC1，该值在一定范围内上下浮动，可确定SOC1值及SOC2值。当动力电池的SOC值达到SOC2值以上，HCU控制燃料电池发动机从较低功率值P1开始，逐渐以梯形增长的趋势缓慢控制燃料电池发动机工作，直至额定功率。若在燃料电池发动机的活化过程中动力电池的SOC值高于SOC3值或其他原因(运行结束、氢气不足或故障)导致燃料电池发动机停机时，则等待下一次燃料电池发动机正常工作后，控制燃料电池发动机从上一活化结束时的运行功率值开始继续运行直到增至额定功率。2)当动力电池的SOC值进入SOC1值与SOC2值之间后，控制燃料电池发动机按照步骤1)的控制方式进行工作。3)燃料电池发动机活化结束后，燃料电池发动机继续按照步骤1)的控制方式进行工作。这种活化燃料电池发动机的方法可以在整车运行过程中实现对燃料电池发动机的活化操作，保证了燃料电池发动机在运行过程中可以实现自我活化修复的调节，为整车的正常运行提供了保障。

本发明还提出了一种具有控制燃料电池发动机活化的方法的装置，包括：

获取模块，用于获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压；以及

获取燃料电池发动机在车辆运行时以预设功率运行时的第二输出电压；

计算模块，用于根据第一输出电压和第二输出电压计算输出电压差值；

控制模块，用于根据输出电压差值大于第一预设阈值，控制燃料电池发动机进行活化。

通过使用本技术方案中的具有控制燃料电池发动机活化的方法的装置，获取两个输出电压，通过电压的差值与第一预设阈值的比对进行对燃料电池是否需要活化操作，通过电压差值的对比确定燃料电池发动机是否需要活化，从而在整车运行中可以及时对燃料电池发动机进行活化，提高了燃料电池发动机的工作可靠性。

需要说明的是，获取模块、计算模块和控制模块集成于装置内，装置可以为整车控制器，获取模块、计算模块和控制模块具体型号在此不进行详细阐述。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，包括：

获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压；

获取燃料电池发动机在车辆运行时以所述预设功率运行时的第二输出电压；

根据所述第一输出电压和所述第二输出电压计算输出电压差值；

根据所述输出电压差值大于第一预设阈值，控制所述燃料电池发动机进行活化。

2.根据权利要求1所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

获取整车控制器对燃料电池发动机的需求工作功率和燃料电池发动机的第一实际功率；

根据所述需求工作功率和所述第一实际功率计算第一工作功率差值；

根据所述第一工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制所述燃料电池发动机进行活化。

3.根据权利要求2所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，判断所述燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法包括：

获取燃料电池发动机的上次活化时刻和本次活化时刻；

根据所述上次活化时刻和所述本次活化时刻计算活化时间间隔；

根据所述活化时间间隔大于预设时间阈值，确定所述燃料电池发动机需要进行活化。

4.根据权利要求3所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，判断所述燃料电池发动机是否满足预设活化条件的方法还包括：根据所述活化时间间隔小于等于预设时间阈值，控制仪表盘发出“发动机需要检修附件系统”的提示信息。

5.根据权利要求2所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

根据所述第一工作功率差值小于等于第二预设阈值，获取所述第一实际功率是否一直处于稳定值或中低值；

根据所述第一实际功率并非一直处于稳定值或中低值，确定所述燃料电池发动机不需要进行活化。

6.根据权利要求5所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，所述控制燃料电池发动机活化的方法还包括：

根据所述第一实际功率一直处于稳定值或中低值，控制所述燃料电池发动机的需求工作功率升至额定功率；

获取燃料电池发动机的需求工作功率提升至额定功率后所述燃料电池发动机的第二实际功率；

根据所述额定功率和所述第二实际功率计算第二工作功率差值；

根据所述第二工作功率差值大于第二预设阈值，且燃料电池发动机满足预设活化条件，控制所述燃料电池发动机进行活化；

根据所述第二工作功率差值小于等于第二预设阈值，确定所述燃料电池发动机不需要进行活化。

7.根据权利要求1所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，控制所述燃料电池发动机进行活化具体包括：

获取车辆内动力电池的SOC值；

根据所述SOC值小于等于所述预设电量值，控制燃料电池发动机以当前发动机允许的最大功率运行并为所述动力电池充电；

根据所述SOC值大于所述预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率。

8.根据权利要求7所述的控制燃料电池发动机活化的方法，其特征在于，所述根据所述SOC值大于所述预设电量值，控制燃料电池发动机低功率运行并递增至额定功率具体包括：

根据燃料电池发动机在运行过程中出现停机现象，获取燃料电池发动机在停机时刻的运行功率；

控制燃料电池发动机在重启后以所述运行功率运行并逐递增至额定功率。

9.一种控制燃料电池发动机活化的装置，其特征在于，所述装置用于执行权利要求1所述的控制燃料电池发动机活化的方法，所述装置包括：

获取模块，用于获取燃料电池发动机在首次工作时，以预设功率运行时的第一输出电压；以及

获取燃料电池发动机在车辆运行时以所述预设功率运行时的第二输出电压；

计算模块，用于根据所述第一输出电压和所述第二输出电压计算输出电压差值；

控制模块，用于根据所述输出电压差值大于第一预设阈值，控制所述燃料电池发动机进行活化。

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