CN111942230B - 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池 - Google Patents

燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111942230B
CN111942230B CN202010706170.7A CN202010706170A CN111942230B CN 111942230 B CN111942230 B CN 111942230B CN 202010706170 A CN202010706170 A CN 202010706170A CN 111942230 B CN111942230 B CN 111942230B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current value
current
value
target current
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010706170.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111942230A (zh
Inventor
宫熔
张新丰
王明锐
沈巍
杨高超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Motor Corp
Original Assignee
Dongfeng Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Motor Corp filed Critical Dongfeng Motor Corp
Priority to CN202010706170.7A priority Critical patent/CN111942230B/zh
Publication of CN111942230A publication Critical patent/CN111942230A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111942230B publication Critical patent/CN111942230B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

本发明公开了一种燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池，涉及电池控制领域，若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值；根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到理论目标电流值；分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值；根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量。本发明对空气需求流量进行控制，使得燃料电池汽车在面对不同工况时，能够提供满足电堆反应的空气量，保证整车功率需求。

Description

燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池
技术领域
本发明涉及电池控制领域，具体是涉及一种燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池。
背景技术
我国作为汽车大国，拥有巨大的汽车市场，在带来经济效益的同时，也伴随着巨大的能源消耗与环境污染。随着汽车领域的竞争越来越激烈，各企业、高校纷纷开始从事氢燃料电池汽车的研究。目前，燃料电池汽车的关键技术已经基本突破，但是还需要更进一步对燃料电池产业化技术进行改进、提升，使产业化技术成熟。目前燃料电池功率管理通过燃料电池控制器收集电堆电流值、VCU功率请求值等信息，并根据当前氢气、空气流量得出空气、氢气进入电堆需求值，缺乏不同工况以及燃电系统处于不同工作状态以及不同故障状态下的处理。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池，对空气需求流量进行控制，使得燃料电池汽车在面对不同工况时，能够提供满足电堆反应的空气量，保证整车功率需求。
第一方面，提供一种燃料电池汽车功率控制方法，应用于燃料电池控制器，包括以下步骤：
若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值；
根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到电堆下一时刻的理论目标电流值；
分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量。
根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到理论目标电流值”步骤之前，包括以下步骤：
根据所述需求电流值与所述当前高边电流值的差值分析目标电流值的变化趋势和变化幅值；
根据所述当前电堆单片电压分析目标电流值的变化速率；
根据所述变化趋势、所述变化幅值以及所述变化速率，结合所述当前低边电流值得到理论目标电流值。
根据第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值”步骤之前，包括以下步骤：
当所述当前低边电流值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时电堆输出电流值，或，电堆单片电压值平均值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时单片电压值时，判定电堆故障，获取电堆当前允许最大输出电流值；
选择所述电堆当前允许最大输出电流值的预设比例的电流值和所述理论目标电流值的较小值，作为所述实际目标电流值。
根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述“结合汽车当前工况和所述理论目标电流值确定实际目标电流值”步骤，包括以下步骤：
当汽车处于怠速工况时，将预设怠速工况电流值作为所述实际目标电流值；
当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值。
根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值”步骤，包括以下步骤：
当车速在预设时间内的变化幅度小于预设幅度，则判定当前为匀速工况，根据车速查车速电流值对应表得到匀速下电堆输出电流值范围；
若所述理论目标电流值在所述匀速下电堆输出电流值范围内，则将所述理论目标电流值作为实际目标电流值；否则，将所述匀速下电堆输出电流值范围的超出侧边界值作为实际目标电流值；
当处于加载或减载工况时，结合当前电堆输出电流值，根据需求电流值的变化速率和电堆单片电压值的最大电压值和最小电压值，确定当前电堆输出电流值变化速率范围；根据所述电流值变化速率范围和所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
当处于百公里加速工况时，将电堆允许最大电流值作为实际目标电流值。
根据第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述“根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量”步骤，包括以下步骤：
根据所述实际目标电流值I计算下一时刻进入电堆的空气需求流量Air_FCMD，
Figure BDA0002594771130000041
其中，r为过氧比，N为电堆总片数，F为氧气在空气中的占比，F为法拉第常数。
根据第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述“根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量”步骤之后，包括以下步骤：
获取空压机最高转速和系统瞬态响应时间，通过所述空压机最高转速计算空气进堆流量需求值的变化范围，通过所述系统瞬态响应时间计算对空气进堆流量需求值的变化速率的变化范围限制，结合所述空气需求流量输出对应的空气流量。
根据第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述“若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值”步骤之前，包括以下步骤：
若当前为停机状态，输出所述空气需求流量为零。
第二方面，提供一种燃料电池控制器，执行上述的方法。
第三方面，提供一种燃料电池，包括上述的燃料电池控制器。
与现有技术相比，本发明对空气需求流量进行控制，使得燃料电池汽车在面对不同工况时，能够提供满足电堆反应的空气量，保证整车功率需求。
附图说明
图1是本发明实施例的流程示意图；
图2是本发明实施例的结构示意图；
图3是本发明实施例的流程示意图；
图4是本发明实施例的流程示意图。
附图说明：
1、空气过滤器；2、空气流量计；3、空压机；4、中冷器；5、增湿器；6、电堆；7、DCDC。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
参见图1所示，本发明实施例提供一种燃料电池汽车功率控制方法，应用于燃料电池控制器，包括以下步骤：
若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值；
根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到理论目标电流值；
分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量。
具体的，本实施例中，燃料电池系统中，空气路根据空气需求流量将适量外部空气经过处理后送入电堆进行反应。空气中所含氧气与氢气进行反应发电，输入至DCDC低边侧，经过DCDC进行升压处理，DCDC高边侧电压电流值满足整车功率需求(P＝I*U)。由此可知空气需求流量是空气路进行正常工作的前提条件，为了使燃电系统正常运行，必须保证空气需求流量需要在不同工况下都与整车需求功率相匹配。
如图2所示，外部空气首先通过空气过滤器1进行过滤，经空气流量计2得知当前流量，根据空气需求流量调整空压机3转速，达到对空气流量的控制。并且通过中冷器4以及增湿器5对空气进行冷却及加湿，达到电堆6反应要求后，进入电堆6与氢气反应进行发电，为整车提供动力源。因此空气需求流量是空气子系统的源头，需要对该值进行更加精确的控制，以满足不同工况下的功率需求。
FCCU(fuel cell control unit,燃料电池控制器)通过CAN总线与VCU(Vehiclecontrol unit，整车控制器)、CVM(cell voltage monitor，单片电压巡检)、DCDC(双向变换器)进行信号交互，首先判断系统状态，若系统为停机状态，则空气需求流量为0。若系统不为停机状态，则获得VCU下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及DCDC高低边侧的电流值。根据VCU需求电流值与DCDC高边侧电流值的差值得出功率变化趋势。电堆输出电流值与低边电流值对应，需求电流值与高边电流值对应。根据上述获取的参数计算电堆下一时刻的理论目标电流值。然后根据燃料电池系统状态、车速、车辆加速度、油门深度、油门深度变化率等信息判断汽车当前工况，结合计算的理论目标电流值确定实际目标电流值，最后根据实际目标电流值和电化学公式计算得下一时刻进入电堆的空气需求流量。
得到空气进堆流量需求值后，需要通过空压机零部件说明书得出空压机最高转速、系统瞬态响应时间(流量从10％提升到90％所需最小时间)，通过最高转速对空气进堆流量需求值的上限进行限制，通过系统瞬态响应时间对该值的变化速率进行限制。
本申请对空气需求流量进行控制，使得燃料电池汽车在面对不同工况时，能够提供满足电堆反应的空气量，保证整车功率需求。
可选的，在本申请另外的实施例中，根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到理论目标电流值步骤之前，包括以下步骤：
根据所述需求电流值与所述当前高边电流值的差值分析目标电流值的变化趋势和变化幅值；
根据所述当前电堆单片电压分析目标电流值的变化速率；
根据所述变化趋势、所述变化幅值以及所述变化速率，结合所述当前低边电流值得到理论目标电流值。
具体的，本实施例中，根据需求电流值确定理论目标电流值的变化趋势，若需求电流值大于当前高边电流值，则增加理论目标电流值，反之则减小。确定变化趋势后，根据需求电流值和高边电流值的差值分析理论目标电流值的变化幅值。单片电压值代表了电堆发电的能力，因此根据当前电堆单片电压分析目标电流值的变化速率。在当前低边电流值的基础上，根据变化趋势、变化幅值以及变化速率进行调整，得到理论目标电流值。
可选的，在本申请另外的实施例中，分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值步骤之前，包括以下步骤：
当所述当前低边电流值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时电堆输出电流值，或，电堆单片电压值平均值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时单片电压值时，判定电堆故障，获取电堆当前允许最大输出电流值；
选择所述电堆当前允许最大输出电流值的预设比例的电流值和所述理论目标电流值的较小值，作为所述实际目标电流值。
具体的，本实施例中，当当前低边电流值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时电堆输出电流值或，电堆单片电压值平均值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时单片电压值时，例如当前低边电流值在5s内持续小于B或单片电压值平均值小于C，其中B为燃电系统处于怠速状态时电堆输出的电流值，C为燃电系统处于怠速状态时单片电压标定值(怠速状态时，当电堆输出电流值确定，可相应可计算得出单片电压值，因此该单片电压标定值根据电堆片数以及怠速时的功率得出)。出现以上情况说明电堆输出电流值的能力出现问题，则需要对电堆目标电流值幅值进行限制，因此选择电堆当前允许最大输出电流值的预设比例的电流值和理论目标电流值的较小值，作为实际目标电流值。例如，为保护电堆，最高不超过电堆当前可输出电流值最大值的百分之八十，当理论目标电流值小于电堆当前可输出电流值最大值的百分之八十时，将理论目标电流值作为实际目标电流值，反之则将电堆当前可输出电流值最大值的百分之八十作为实际目标电流值。
可选的，在本申请另外的实施例中，根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量步骤，包括以下步骤：
根据所述实际目标电流值I计算下一时刻进入电堆的空气需求流量Air_FCMD，
Figure BDA0002594771130000091
其中，r为过氧比，N为电堆总片数，F为氧气在空气中的占比，F为法拉第常数。60为分钟换算成秒，22.4每摩尔气体对应体积，0.21是氧气在空气中的占比，如0.21，4为一摩尔氧气含有四摩尔电子。
可选的，在本申请另外的实施例中，根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量步骤之后，包括以下步骤：
获取空压机最高转速和系统瞬态响应时间，通过所述空压机最高转速计算空气进堆流量需求值的变化范围，通过所述系统瞬态响应时间计算对空气进堆流量需求值的变化速率的变化范围限制，结合所述空气需求流量输出对应的空气流量。
可选的，在本申请另外的实施例中，若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值步骤之前，包括以下步骤：
若当前为停机状态，输出所述空气需求流量为零。
参见图3所示，本发明另一实施例提供一种燃料电池汽车功率控制方法，应用于燃料电池控制器，包括以下步骤：
获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值；
根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到理论目标电流值；
分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值，具体包括：
当汽车处于怠速工况时，将预设怠速工况电流值作为所述实际目标电流值；
当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量。
具体的，本实施例中，燃料电池控制器获得VCU下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及DCDC高低边侧的电流值。根据VCU需求电流值与DCDC高边侧电流值的差值得出功率变化趋势。电堆输出电流值与低边电流值对应，需求电流值与高边电流值对应。根据上述获取的参数计算电堆下一时刻的理论目标电流值。然后根据燃料电池系统状态、车速、车辆加速度、油门深度、油门深度变化率等信息判断汽车当前工况，结合计算的理论目标电流值确定实际目标电流值。
根据燃料电池系统状态判断车辆当前是否处于怠速工况，若处于怠速工况，电堆目标电流值设为预设怠速工况电流值，怠速工况电流用于维持燃料电池系统零部件的工作，因此预设怠速工况电流值需根据系统中各零部件工作时的功率，取功率最大值，再除以母线电压得出。由于怠速工况下电堆输出电流较小，无需考虑电流变化速率，若当前电堆目标电流值不为预设怠速工况电流值，，则直接将电堆目标电流值赋值为预设怠速工况电流值。当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合理论目标电流值确定实际目标电流值，若理论目标电流值在电堆当前允许输出电流值范围内，则将理论目标电流值作为实际目标电流值，否则将超出测边界值作为实际目标电流值。最后根据实际目标电流值和电化学公式计算得下一时刻进入电堆的空气需求流量。
可选的，在本申请另外的实施例中，当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值步骤，包括以下步骤：
当车速在预设时间内的变化幅度小于预设幅度，则判定当前为匀速工况，根据车速查车速电流值对应表得到匀速下电堆输出电流值范围；
若所述理论目标电流值在所述匀速下电堆输出电流值范围内，则将所述理论目标电流值作为实际目标电流值；否则，将所述匀速下电堆输出电流值范围的超出侧边界值作为实际目标电流值；
当处于加载或减载工况时，结合当前电堆输出电流值，根据需求电流值的变化速率和电堆单片电压值的最大电压值和最小电压值，确定当前电堆输出电流值变化速率范围；根据所述电流值变化速率范围和所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
当处于百公里加速工况时，将电堆允许最大电流值作为实际目标电流值。
具体的，本实施例中，根据通过CAN总线采集到的车速信号判断车辆当前是否处于匀速工况，若车速在预设时间内的变化幅度在预设幅度内，例如车速在5s内的变化幅度小于2km/h，则判断为匀速工况。在匀速工况下，匀速下电堆输出电流值范围根据车速进行标定，在不同车速下，由于整车需求功率的变化，因此电流值范围也会随之发生改变。按照车速通过查表法获取该范围，若电堆目标电流值在此范围内，则按原值输出；若超出此范围，则将电堆电流目标值赋值为超出侧边界值，车速电流值对应表标定方法为：在车速固定的情况下，电堆输出功率固定在一个范围内，因此电堆输出电流也相应得出。
根据通过CAN总线采集到的VCU需求电流判断车辆当前是否处于加载或减载工况。通过VCU需求在预设时间内的持续增加或减少进行判断，例如，2s内的是否持续增加或减少来确定当前工况。在加载/减载工况下，此时整车需求功率发生变化，电堆目标电流需要相应进行调整根据需求电流值的变化速率和电堆单片电压值的最大电压值和最小电压值，确定当前电堆输出电流值变化速率范围；根据所述电流值变化速率范围和所述理论目标电流值确定实际目标电流值。
根据通过CAN总线采集到的油门深度以及车速信号判断车辆当前是否处于百公里加速工况，若当前车速与油门深度都为0，在0.5s内油门深度变为100％并且持续2s(其中参数的具体数值此处为了便于说明，并不进行具体限定)，则确定当前工况为百公里加速工况。百公里加速工况下输出最大功率，因此将电堆允许最大电流值作为实际目标电流值。
本发明实施例提供一种燃料电池控制器，能够执行上述实施例中所述的燃料电池汽车功率控制方法。
本发明实施例提供一种燃料电池，包括上述实施例所述的燃料电池控制器。
参见图4所示，本发明实施例提供一种燃料电池汽车功率控制方法，包括以下步骤：
1、判断系统状态，若系统为停机状态，则空气需求流量为0。若系统不为停机状态；则读取CAN信号VCU的需求电流值和DCDC的高边电流值和低边电流值；
2、若需求电流值和高边电流值相减为正值，则电堆理论目标电流值在低边电流值基础上增加，否则进行减少；
3、电堆理论目标电流值的变化速率和变化幅度根据单片电压平均值进行标定；
4、读取CAN信号车速、车辆加速度、油门深度、油门深度变化率等信息，结合燃点系统状态判断当前车辆工况，根据不同工况得到对应的电堆实际目标电流值；
5、若低边电流值在5s内持续小于B或单片电压值平均值小于C，其中B为燃电系统处于怠速状态时电堆输出的电流值，C为燃电系统处于怠速状态时单片电压标定值，说明电堆故障，选择电堆当前允许最大输出电流值的预设比例的电流值和理论目标电流值的较小值，作为实际目标电流值，否则，直接输出电堆实际目标电流值；
6、根据电堆实际目标电流值计算得出空气需求流量；
7、根据空压机特性对空气需求流量的变化速率与幅值进行限制；
8、输出空气流量需求值。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种燃料电池汽车功率控制方法，应用于燃料电池控制器，其特征在于，包括以下步骤：
若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值；
根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压、所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到电堆下一时刻的理论目标电流值；
分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量；
所述“分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值”，包括以下步骤：
当汽车处于怠速工况时，将预设怠速工况电流值作为所述实际目标电流值；
当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“根据所述需求电流值、所述当前电堆单片电压、所述当前高边电流值及所述当前低边电流值得到电堆下一时刻的理论目标电流值”步骤之前，包括以下步骤：
根据所述需求电流值与所述当前高边电流值的差值分析目标电流值的变化趋势和变化幅值；
根据所述当前电堆单片电压分析目标电流值的变化速率；
根据所述变化趋势、所述变化幅值以及所述变化速率，结合所述当前低边电流值得到理论目标电流值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“分析汽车当前工况，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值”步骤之前，包括以下步骤：
当所述当前低边电流值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时电堆输出电流值，或，电堆单片电压值平均值在预设时间内均小于燃电系统处于怠速状态时单片电压值时，判定电堆故障，获取电堆当前允许最大输出电流值；
选择所述电堆当前允许最大输出电流值的预设比例的电流值和所述理论目标电流值的较小值，作为所述实际目标电流值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“当汽车处于非怠速工况时，获取各工况对应的电堆当前允许输出电流值范围，结合所述理论目标电流值确定实际目标电流值”步骤，包括以下步骤：
当车速在预设时间内的变化幅度小于预设幅度，则判定当前为匀速工况，根据车速查车速电流值对应表得到匀速下电堆输出电流值范围；
若所述理论目标电流值在所述匀速下电堆输出电流值范围内，则将所述理论目标电流值作为实际目标电流值；否则，将所述匀速下电堆输出电流值范围的超出侧边界值作为实际目标电流值；
当处于加载或减载工况时，结合当前电堆输出电流值，根据需求电流值的变化速率和电堆单片电压值的最大电压值和最小电压值，确定当前电堆输出电流值变化速率范围；根据所述电流值变化速率范围和所述理论目标电流值确定实际目标电流值；
当处于百公里加速工况时，将电堆允许最大电流值作为实际目标电流值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量”步骤，包括以下步骤：
根据所述实际目标电流值I计算下一时刻进入电堆的空气需求流量Air_FCMD，
Figure FDA0003295770830000031
其中，r为过氧比，N为电堆总片数，F为氧气在空气中的占比，F为法拉第常数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“根据所述实际目标电流值计算下一时刻进入电堆的空气需求流量”步骤之后，包括以下步骤：
获取空压机最高转速和系统瞬态响应时间，通过所述空压机最高转速计算空气进堆流量需求值的变化范围，通过所述系统瞬态响应时间计算对空气进堆流量需求值的变化速率的变化范围限制，结合所述空气需求流量输出对应的空气流量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“若当前非停机状态，获取整车控制器下一时刻的需求电流值、当前电堆单片电压以及双向变换器的当前高边电流值、当前低边电流值”步骤之前，包括以下步骤：
若当前为停机状态，输出所述空气需求流量为零。
8.一种燃料电池控制器，其特征在于，执行上述权利要求1至7中任意一项的方法。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的燃料电池控制器。
CN202010706170.7A 2020-07-21 2020-07-21 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池 Active CN111942230B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010706170.7A CN111942230B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010706170.7A CN111942230B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111942230A CN111942230A (zh) 2020-11-17
CN111942230B true CN111942230B (zh) 2022-02-01

Family

ID=73340186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010706170.7A Active CN111942230B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111942230B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112659928B (zh) * 2020-12-25 2022-05-13 中通客车股份有限公司 车载质子交换膜燃料电池动态加减载控制方法及系统
CN114551943B (zh) * 2022-01-18 2023-09-26 东风汽车集团股份有限公司 燃料电池系统空气气量控制方法及系统
CN114784341B (zh) * 2022-03-24 2023-08-22 东风汽车集团股份有限公司 确定氢燃电池空气流量闭环响应时长的方法、装置及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5771476A (en) * 1995-12-29 1998-06-23 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Power control system for a fuel cell powered vehicle
CN101051694A (zh) * 2007-04-27 2007-10-10 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电系统功率输出的控制方法和控制系统
CN107310420A (zh) * 2017-07-21 2017-11-03 中国第汽车股份有限公司 小功率燃料电池汽车及其控制系统和控制方法
CN107719147A (zh) * 2017-08-14 2018-02-23 南通大学 一种燃料电池汽车功率匹配系统
CN108550880A (zh) * 2018-05-31 2018-09-18 安徽江淮汽车集团股份有限公司 氢燃料电池汽车氢气控制系统
CN109860670A (zh) * 2019-02-20 2019-06-07 威马智慧出行科技（上海）有限公司 电动汽车燃料电池氢气压力控制方法及电子设备
CN110911721A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 东风汽车集团有限公司 一种燃料电池控制方法及燃料电池控制装置
CN111430751A (zh) * 2020-04-04 2020-07-17 东风汽车集团有限公司 燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5771476A (en) * 1995-12-29 1998-06-23 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Power control system for a fuel cell powered vehicle
CN101051694A (zh) * 2007-04-27 2007-10-10 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电系统功率输出的控制方法和控制系统
CN107310420A (zh) * 2017-07-21 2017-11-03 中国第汽车股份有限公司 小功率燃料电池汽车及其控制系统和控制方法
CN107719147A (zh) * 2017-08-14 2018-02-23 南通大学 一种燃料电池汽车功率匹配系统
CN108550880A (zh) * 2018-05-31 2018-09-18 安徽江淮汽车集团股份有限公司 氢燃料电池汽车氢气控制系统
CN109860670A (zh) * 2019-02-20 2019-06-07 威马智慧出行科技（上海）有限公司 电动汽车燃料电池氢气压力控制方法及电子设备
CN110911721A (zh) * 2019-11-28 2020-03-24 东风汽车集团有限公司 一种燃料电池控制方法及燃料电池控制装置
CN111430751A (zh) * 2020-04-04 2020-07-17 东风汽车集团有限公司 燃料电池系统的怠速供氧控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111942230A (zh) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111942230B (zh) 燃料电池汽车功率控制方法、燃料电池控制器及燃料电池
CN111055728B (zh) 氢燃料电池与动力电池混合动力客车的能量控制方法
CN109693578B (zh) 一种燃料电池车整车功率分配控制方法和系统
CN108556672B (zh) 一种燃料电池混合动力系统的控制方法及系统
CN111169465B (zh) 一种重度混合动力车辆运行的控制方法
EP2712014B1 (en) System and method for controlling fuel cell system
US8269443B2 (en) Rotary electric machine control apparatus
CN103563146B (zh) 燃料电池系统
CN100452512C (zh) 一种燃料电池发电系统功率输出的控制方法和控制系统
EP2609316B1 (en) Hybrid power train rate control
CN113782791B (zh) 车用质子交换膜燃料电池功率控制方法和系统
CN111660834A (zh) 一种增程式电动汽车的增程器控制方法及控制系统
CN110015211A (zh) 一种混合动力汽车燃料电池系统的控制方法
CN114361523B (zh) 燃料电池汽车燃料电池空气系统及其控制方法、车辆
CN108340801A (zh) 一种电动汽车限功率方法
CN113147514A (zh) 一种多能量源氢燃料电池汽车能量管理控制方法及系统
CN114407677A (zh) 一种驾驶员需求扭矩的获取方法及装置
CN113734141A (zh) 一种车辆怠速发电功率控制方法及其系统
CN111347923A (zh) 电池预警方法、装置及车辆
US10930956B2 (en) Low flow control method and system for fuel cell
CN113525107B (zh) 燃料电池客车的燃料电池系统工作功率的控制方法及系统
Hua et al. Development of Fuel Cell Vehicle Powertrain System Real-Time Simulation Platform
CN114500504A (zh) 电机效率恶化的智能预警方法、计算机存储介质及车辆
CN117588320A (zh) 一种基于电池soc的增压监测控制方法及装置
Xu et al. Development of a vehicle control system for a fuel cell hybrid bus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant