CN112848971B - 燃料电池动力系统及其功率控制方法 - Google Patents

燃料电池动力系统及其功率控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池动力系统及其功率控制方法，所述燃料电池动力系统包括燃料电池系统、蓄电池、电机以及整车，所述功率控制方法包括以下步骤：采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式；根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率；根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率。本发明通过采集整车的驾驶信息、识别整车的驾驶模式以及确定电机的目标功率，根据不同的驾驶模式采用不同的功率分配方法向燃料电池系统分配功率，极大地保证了燃料电池系统运行的稳定性，延长了燃料电池的寿命，提高了燃料电池系统的效率。

Description

燃料电池动力系统及其功率控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池动力系统及其功率控制方法。
背景技术
燃料电池系统是车用动力系统的主要部分，目前，当整车动力系统需要增加功率请求时，燃料电池系统的控制系统根据整车请求功率控制燃料电池系统按照固定的增量增加到请求功率。
当燃料电池系统功率增加的固定增量较小时，燃料电池汽车的整车功率无法在一定时间内达到请求功率，动力性能则会受到影响，动力性差。当燃料电池系统功率增加的固定增量较大时，燃料电池系统可能会导致局部欠气，缩短燃料电池寿命，甚至造成反极损坏，影响燃料电池系统运行的可靠性。
公开号为CN102522581A的专利公开了一种车载燃料电池发电系统的加载功率控制方法，具体是一个小增量的连续的循环加减过程；在加载过程中，设定每个区间的最大加载增量，根据整车请求功率和当前功率的差值来确定加载总量；该加载方法需要详细标定燃料电池每个区间的加载增量，工作量大，而且也无法避免增量较小导致整车动力性不足，以及增量较大影响燃料电池系统可靠性和耐久性的问题。
公开号为CN103456974A的专利公开了一种燃料电池发动机系统及加减载功率控制方法，通过在阳极增加缓冲罐以优化阳极欠气；另外通过控制阴极的最大加载速率对功率进行加减载控制；该加载方法一直以最大的阴极加载速率加载也会影响燃料电池系统的可靠性和耐久性。另外，通过增加缓冲罐的方法只能优化部分阳极欠气，并不能完全避免阳极欠气。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种燃料电池动力系统及其功率控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明的第一方面提供一种燃料电池动力系统的功率控制方法，所述燃料电池动力系统包括燃料电池系统、蓄电池、电机以及整车，所述功率控制方法包括以下步骤：
采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式；
根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率；
根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率；
其中，若所述燃料电池系统的功率小于所述目标功率，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值；若所述燃料电池系统的功率大于所述目标功率，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值。
可选地，所述功率控制方法还包括：
控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载。
可选地，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为急加速模式。
可选地，所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为急减速模式。
可选地，所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为上坡模式。
可选地，所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为下坡模式。
可选地，所述驾驶信息包括车速，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间，则将所述整车的驾驶模式识别为经济模式。
可选地，所述向所述燃料电池系统分配功率，具体包括：若所述驾驶模式为急加速模式、急减速模式、上坡模式或者下坡模式，则将所述目标功率分配至所述燃料电池系统。
可选地，所述向所述燃料电池系统分配功率，具体包括：若所述驾驶模式为经济模式，则查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统。
可选地，所述向所述燃料电池系统分配功率，具体包括：若所述驾驶模式为普通模式，则对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统，其中，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
可选地，所述控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载，具体包括：若所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式，则控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载。
可选地，所述控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载，具体包括：若所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式，则控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载。
可选地，所述控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载，具体包括：若所述驾驶模式为经济模式或者普通模式，则控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载，其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
本发明的第二方面提供一种燃料电池动力系统，包括燃料电池系统、蓄电池、电机、整车以及控制器，所述控制器包括：
模式识别模块，用于采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式；
功率确定模块，用于根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率；
功率分配模块，用于根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率；
其中，若所述燃料电池系统的功率小于所述目标功率，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值；若所述燃料电池系统的功率大于所述目标功率，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值。
可选地，所述控制器还包括加减载控制模块，用于控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载。
可选地，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为急加速模式。
可选地，所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为急减速模式。
可选地，所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为上坡模式。
可选地，所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为下坡模式。
可选地，所述驾驶信息包括车速，所述模式识别模块具体用于在所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为经济模式。
可选地，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为急加速模式、急减速模式、上坡模式或者下坡模式的情况下，将所述目标功率分配至所述燃料电池系统。
可选地，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为经济模式的情况下，查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统。
可选地，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为普通模式的情况下，对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统，其中，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
可选地，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载。
可选地，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载。
可选地，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为经济模式或者普通模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载，其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
本发明的积极进步效果在于：通过采集整车的驾驶信息、识别整车的驾驶模式以及确定电机的目标功率，根据不同的驾驶模式采用不同的功率分配方法向燃料电池系统分配功率，极大地保证了燃料电池系统运行的稳定性，延长了燃料电池的寿命，提高了燃料电池系统的效率。
进一步地，根据不同的驾驶模式控制燃料电池系统按照不同的加减载斜率进行加减载，进一步保证了燃料电池系统运行的稳定性，延长了燃料电池的寿命，提高了燃料电池系统的效率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种燃料电池动力系统的功率控制方法的流程图。
图2为本发明实施例1提供的根据不同驾驶信息识别不同驾驶模式的示意图。
图3为本发明实施例1提供的一种燃料电池系统的功率-效率曲线示意图。
图4为本发明实施例1提供的一种蓄电池的电量与功率之间的曲线示意图。
图5为本发明实施例1提供的一种电机的目标功率和待分配至燃料电池系统的功率之间的对比示意图。
图6为本发明实施例2提供的一种燃料电池动力系统的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种燃料电池动力系统的功率控制方法，应用于燃料电池动力系统。其中，所述燃料电池动力系统包括燃料电池系统、蓄电池、电机以及整车。
在具体实施中，燃料电池动力系统还包括DC-DC升压器，燃料电池系统的输出电压经过DC-DC升压器进行升压，以向电机提供工作电压，电机运转以驱动整车进行工作。其中，当燃料电池系统提供的功率大于电机所需的功率时，蓄电池处于充电状态；当燃料电池系统提供的功率小于电机所需的功率时，蓄电池处于放电状态，此时，蓄电池也向电机提供工作电压。
如图1所示，本实施例提供的燃料电池动力系统的功率控制方法包括以下步骤S101～S103：
步骤S101、采集整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，步骤S101具体包括：若所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为急加速模式。在一个具体的例子中，第一开度为50％，第一加速度为0.3g。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，步骤S101具体包括：若所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为急减速模式。在一个具体的例子中，第二开度为50％，第二加速度为0.3g。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，步骤S101具体包括：若所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为上坡模式。在一个具体的例子中，第三开度为50％，第一坡度为20％。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，步骤S101具体包括：若所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为下坡模式。在一个具体的例子中，第四开度为10％，第二坡度为-20％。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括车速，步骤S101具体包括：若所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间，则将所述整车的驾驶模式识别为经济模式。在一个具体的例子中，预设车速为60km/h，预设区间为[40％，80％]。
在具体实施中，可以通过整车中安装的坡度传感器采集道路坡度。
在可选的其它实施方式中，将所述驾驶模式识别为普通模式，其中，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
图2是用于示出根据不同驾驶信息识别不同驾驶模式的示意图。如图2所示，驾驶信息包括油门开度及油门加速度、刹车开度及刹车加速度、车速、道路坡度以及蓄电池的电量等。驾驶模式包括急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式、经济模式以及普通模式等。
步骤S102、根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率。
步骤S103、根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率。
需要说明的是，蓄电池的功率是被动跟随的，用于起削峰填谷的作用，具体地：若所述燃料电池系统的功率PFC小于所述目标功率PMOTOR，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值，即PDISCHARGE＝PMOTOR-PFC；若所述燃料电池系统的功率PFC大于所述目标功率PMOTOR，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值，即PCHARGE＝PFC-PMOTOR。
在可选的一种实施方式中，上述功率控制方法还包括以下步骤S104：控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载。具体地，控制燃料电池系统通过周期增加一定增量来进行加载或者减少一定增量来进行减载。在加载时，Pt＝Pt-1+KUP，即每隔一个周期加载KUP，一直循环加载到燃料电池系统的设定功率PFC_SET。在减载时，Pt＝Pt-1-KDOWN，即每隔一个周期减载KDOWN，一直循环减载到燃料电池系统的设定功率PFC_SET。在一个具体的例子中，每隔20ms加载/减载一次。
本实施方式中，不同的驾驶模式对应不同的加载斜率KUP，不同的驾驶模式对应不同的减载斜率KDOWN。
若所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式，则将燃料电池系统尽快加载至电机的目标功率，以保证燃料电池动力系统的整车动力性。在可选的一种实施方式中，上述步骤S103具体包括将所述目标功率分配至所述燃料电池系统。在可选的一种实施方式中，上述步骤S104具体包括控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载。其中，最大加载斜率是指燃料电池系统所能达到的最大的加载斜率。
若所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式，则将燃料电池系统尽快减载至电机的目标功率。在可选的一种实施方式中，上述步骤S103具体包括将所述目标功率分配至所述燃料电池系统。在可选的一种实施方式中，上述步骤S104具体包括控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载。其中，最大减载斜率是指燃料电池系统所能达到的最大的减载斜率。
若所述驾驶模式为经济模式，则控制燃料电池系统尽量工作在高效区域，且不跟随电机的目标功率频繁变载，从而使得在保证燃料电池动力系统的整车动力性的同时，提高燃料电池动力系统的效率，延长燃料电池动力系统的使用寿命。在可选的一种实施方式中，上述步骤S103具体包括：查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统。在可选的一种实施方式中，上述步骤S104具体包括控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载。其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1。在一个具体的例子中，第一倍数和第二倍数均为0.3。
在具体实施中，可以根据电机的功率设置蓄电池的电量与待分配至燃料电池系统的功率之间的对应关系，以使得蓄电池和燃料电池系统处于平衡状态，并将该对应关系存储至数据表中，通过查表的方式查找与蓄电池的电量对应的功率。在一个具体的例子中，燃料电池系统的额定功率为80kW，若蓄电池当前的电量为40％，通过查表得到对应的功率为60kW，则向燃料电池系统分配60kW的功率；若蓄电池当前的电量为80％，通过查表得到对应的功率为30kW，则向燃料电池系统分配30kW的功率。
若所述驾驶模式为普通模式，则控制燃料电池系统尽量跟随电机的目标功率，限制燃料电池系统工作在高效区域，且不跟随电机的目标功率频繁变载，从而使得在保证燃料电池动力系统的整车动力性的同时，提高燃料电池动力系统的效率，延长燃料电池动力系统的使用寿命。在可选的一种实施方式中，上述步骤S103具体包括：对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统。在可选的一种实施方式中，上述步骤S104具体包括控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载。其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1。在一个具体的例子中，第一倍数和第二倍数均为0.5。
在具体实施的一个例子中，对步骤S102中确定的电机的目标功率进行平均滤波，并将平均滤波后的目标功率分配至燃料电池系统。例如将N+1个时刻确定的电机的平均目标功率分配至燃料电池系统，具体地：
PFC_SET_T＝(PMOTOR_T+PMOTOR_T-1+PMOTOR_T-2…+PMOTOR_T-N)/(N+1)，
其中，PFC_SET_T为T时刻分配至燃料电池系统的功率，PMOTOR_T为T时刻确定的电池的目标功率，PMOTOR_T-1为T-1时刻确定的电池的目标功率，以此类推，PMOTOR_T-N为T-N时刻确定的电池的目标功率。
下面举个具体的例子说明上述燃料电池动力系统的功率控制方法。
假设燃料电池动力系统中电机的额定功率为80kW，燃料电池系统的额定功率为80kW，燃料电池系统的功率-效率曲线关系如图3所示，定义燃料电池系统的高效区间为[0，60]kW，燃料电池系统的最大加载斜率为8kW/s，最大减载斜率为10kW/s。
在城市工况下，采集的整车的驾驶信息如下：车速为40km/h、油门开度为30％、油门加速度小于0.3g、蓄电池的电量为50％。判断车速小于预设车速60km/h，且蓄电池的电量在预设区间[40％，80％]内，因此将整车的驾驶模式识别为经济模式。如图4所示，与蓄电池的电量50％对应的功率为52.5kW，则向燃料电池系统分配52.5kW的功率，并控制燃料电池系统按照最大加载斜率8kW/s的0.3倍即2.4kW/s进行加载，直至燃料电池系统的功率达到52.5kW。
整车持续运行一段时间，蓄电池的电量缓慢增加至60％，与蓄电池的电量60％对应的功率为45kW，为了避免蓄电池的电量过高，控制燃料电池系统按照最大减载斜率10kW/s的0.3倍即3kW/s进行减载，直至燃料电池系统的功率达到45kW。
在高速工况下，采集的整车的驾驶信息如下：车速为100km/h、油门开度为40％、油门加速度小于0.3g。将整车的驾驶模式识别为普通模式，控制燃料电池系统跟随电机的平均目标功率，并控制燃料电池系统按照最大加载斜率8kW/s的0.5倍即4kW/s进行加载，或者按照最大减载斜率10kW/s的0.5倍即5kW/s进行减载。如图5所示，P_Motor为电机的目标功率，P_FC为待分配至燃料电池系统的功率。
在高速工况下需要超车时，采集的整车的驾驶信息如下：车速为100km/h、油门开度为65％、油门加速度大于0.3g。判断油门开度大于第一开度50％，且油门加速度大于第一加速度0.3g，因此将整车的驾驶模式识别为急加速模式，控制燃料电池系统跟随电机的目标功率，并控制燃料电池系统按照最大加载斜率8kW/s进行加载。
实施例2
本实施例提供一种燃料电池动力系统，如图6所示，燃料电池动力系统20包括燃料电池系统21、蓄电池22、电机23、整车24以及控制器25。
在具体实施中，燃料电池动力系统还包括DC-DC升压器，燃料电池系统的输出电压经过DC-DC升压器进行升压，以向电机提供工作电压，电机运转以驱动整车进行工作。其中，当燃料电池系统提供的功率大于电机所需的功率时，蓄电池处于充电状态；当燃料电池系统提供的功率小于电机所需的功率时，蓄电池处于放电状态，此时，蓄电池也向电机提供工作电压。
其中，控制器25集成了整车控制器以及燃料电池控制器的功能，具体包括模式识别模块51、功率确定模块52以及功率分配模块53。
模式识别模块51用于采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式。
功率确定模块52用于根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率。
功率分配模块53用于根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率。
其中，若所述燃料电池系统的功率小于所述目标功率，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值；若所述燃料电池系统的功率大于所述目标功率，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值。
在具体实施中，上述燃料电池动力系统可以为燃料电池汽车，利用燃料电池产生的电力作为动力。
在可选的一种实施方式中，如图6所示，控制器25还包括加减载控制模块55，用于控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为急加速模式。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为急减速模式。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为上坡模式。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为下坡模式。
在可选的一种实施方式中，所述驾驶信息包括车速，所述模式识别模块具体用于在所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为经济模式。
在可选的一种实施方式中，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为急加速模式、急减速模式、上坡模式或者下坡模式的情况下，将所述目标功率分配至所述燃料电池系统。
在可选的一种实施方式中，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为经济模式的情况下，查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统。
在可选的一种实施方式中，所述功率分配模块具体用于在所述驾驶模式为普通模式的情况下，对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统，其中，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
在可选的一种实施方式中，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载。
在可选的一种实施方式中，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载。
在可选的一种实施方式中，所述加减载控制模块具体用于在所述驾驶模式为经济模式或者普通模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载，其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1，所述普通模式为除急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式以及经济模式之外的模式。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃料电池动力系统的功率控制方法，其特征在于，所述燃料电池动力系统包括燃料电池系统、蓄电池、电机以及整车，所述功率控制方法包括以下步骤：
采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式；所述驾驶模式包括急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式、经济模式，以及除以上模式之外的普通模式；
根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率；
根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率；
其中，若所述燃料电池系统的功率小于所述目标功率，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值；若所述燃料电池系统的功率大于所述目标功率，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值；
还包括控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载；
包括加载时，控制所述燃料电池系统周期性的增加一定增量进行加载，
Pt=Pt-1+Kup；
或，减载时，控制所述燃料电池系统周期性的增加一定减载量进行减载，
Pt=Pt-1-KDOWN；
式中：Pt是加载后或减载后燃料电池系统的功率；
Pt-1是加载前或减载前燃料电池系统的功率；
Kup是周期性的加载量；
KDOWN是周期性的减载量；
所述向所述燃料电池系统分配功率，具体包括：
若所述驾驶模式为急加速模式、急减速模式、上坡模式或者下坡模式，则将所述目标功率分配至所述燃料电池系统；
若所述驾驶模式为经济模式，则查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统；
若所述驾驶模式为普通模式，则对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统。
2.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为所述急加速模式；和/或，
所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度，则将所述整车的驾驶模式识别为所述急减速模式；和/或，
所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为所述上坡模式；和/或，
所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度，则将所述整车的驾驶模式识别为所述下坡模式；和/或，
所述驾驶信息包括车速，所述根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式，具体包括：若所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间，则将所述整车的驾驶模式识别为所述经济模式。
3.如权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载，具体包括：
若所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式，则控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载；和/或，
若所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式，则控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载；和/或，
若所述驾驶模式为经济模式或者普通模式，则控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载，其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1。
4.一种燃料电池动力系统，其特征在于，包括燃料电池系统、蓄电池、电机、整车以及控制器，所述控制器包括：
模式识别模块，用于采集所述整车的驾驶信息，并根据所述驾驶信息识别所述整车的驾驶模式；所述驾驶模式包括急加速模式、急减速模式、上坡模式、下坡模式、经济模式，以及除以上模式之外的普通模式；
功率确定模块，用于根据所述整车的车速、油门开度以及刹车开度确定所述电机的目标功率；
功率分配模块，用于根据所述驾驶模式以及所述目标功率分别向所述燃料电池系统和所述蓄电池分配功率；
其中，若所述燃料电池系统的功率小于所述目标功率，则所述蓄电池的放电功率为所述目标功率与所述燃料电池系统的功率之间的差值；若所述燃料电池系统的功率大于所述目标功率，则所述蓄电池的充电功率为所述燃料电池系统的功率与所述目标功率之间的差值；
还包括加减载控制模块，用于控制所述燃料电池系统按照与所述驾驶模式对应的加减载斜率进行加减载；
所述加减载控制模块包括加载时，控制所述燃料电池系统周期性的增加一定增量进行加载，
Pt=Pt-1+Kup；
或，减载时，控制所述燃料电池系统周期性的增加一定减载量进行减载，
Pt=Pt-1-KDOWN；
在不同的所述驾驶模式下，所述Kup或KDOWN选用不同的数值；
式中：Pt是加载后或减载后燃料电池系统的功率；
Pt-1是加载前或减载前燃料电池系统的功率；
Kup是周期性的加载量；
KDOWN是周期性的减载量；
所述功率分配模块具体用于：
在所述驾驶模式为急加速模式、急减速模式、上坡模式或者下坡模式的情况下，将所述目标功率分配至所述燃料电池系统；
在所述驾驶模式为经济模式的情况下，查找与所述蓄电池的电量对应的功率，并将与所述蓄电池的电量对应的功率分配至所述燃料电池系统；
在所述驾驶模式为所述普通模式的情况下，对所述目标功率进行滤波，并将滤波后的目标功率分配至所述燃料电池系统。
5.如权利要求4所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述驾驶信息包括油门开度和油门加速度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第一开度，且所述油门加速度大于第一加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为所述急加速模式；和/或，
所述驾驶信息包括刹车开度和刹车加速度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第二开度，且所述刹车加速度大于第二加速度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为所述急减速模式；和/或，
所述驾驶信息包括油门开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述油门开度大于第三开度，且所述道路坡度大于第一坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为所述上坡模式；和/或，
所述驾驶信息包括刹车开度和道路坡度，所述模式识别模块具体用于在所述刹车开度大于第四开度，且所述道路坡度小于第二坡度的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为所述下坡模式；和/或，
所述驾驶信息包括车速，所述模式识别模块具体用于在所述车速小于预设车速，且所述蓄电池的电量在预设区间的情况下，将所述整车的驾驶模式识别为所述经济模式。
6.如权利要求4所述的燃料电池动力系统，其特征在于，所述加减载控制模块具体用于：
在所述驾驶模式为急加速模式或者上坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率进行加载；和/或，
在所述驾驶模式为急减速模式或者下坡模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大减载斜率进行减载；和/或，
在所述驾驶模式为经济模式或者普通模式的情况下，控制所述燃料电池系统按照最大加载斜率的第一倍数进行加载，或者按照最大减载斜率的第二倍数进行减载，其中，所述第一倍数和所述第二倍数均小于1。
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