CN113173108B - 多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆 - Google Patents

多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池控制领域，提供了一种多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆。其中，该控制方法包括在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。

Description

多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆
技术领域
本发明属于电池控制领域，尤其涉及一种多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
氢燃料电池是通过电化学反应将氢能转化成电能的一种能量转化装置。目前将燃料电池作为轨道交通车辆的主电源，但无法满足大功率及长路途的车辆需求，这样是由于一方面燃料电池本身功率能量限制，另一方面燃料电池的寿命仍达不到交通运输的要求。多堆燃料电池由几个低功耗的燃料电池系统组成，在提高燃料电池系统功率等级和能量输出的前提下，能够保证系统的冗余性，还为燃料电池的降级运行和故障电池的及时更换提供了可能性。
针对燃料电池的寿命问题，目前有采用一致性控制算法来对多堆燃料电池进行寿命一致性控制，发明人发现，但是一致性控制算法的反馈系数与通信网络矩阵对收敛速度均存在影响，需要离线对算法的关键参数进行最优化设计，否则无法使得一致性算法在线收敛速度达到全局最优，进而无法最大程度延长整个多堆燃料电池的寿命，从而影响整个多堆燃料电池的安全性和稳定性。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明的第一个方面提供一种多堆燃料电池控制方法，其能够在满足系统功率消耗的前提下，尽可能平滑功率输出曲线，降低因功率波动引起的寿命损耗，延缓性能较差电堆的使用寿命，最大程度提升燃料电池电堆总体的服役时间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多堆燃料电池控制方法，其包括：
在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
本发明的第二个方面提供一种多堆燃料电池控制装置，其包括：
功率均分模块，其用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
功率变量分配模块，其用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
本发明的第三个方面提供一种多堆燃料电池控制系统，其包括隔离电信号采样电路、性能及参数计算单元和策略制定控制单元；
所述策略制定控制单元，用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
所述隔离电信号采样电路，用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，采集各燃料电池电堆的输出电压大小并传送至性能及参数计算单元；
所述性能及参数计算单元，用于基于各燃料电池电堆的输出电压大小计算当前时刻相应电堆的老化程度；
所述策略制定控制单元，还用于根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
本发明的第五方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
本发明的第六方面提供一种车辆。
在一个或多个实施例中，所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如上述所述的多堆燃料电池控制装置。
在一个或多个实施例中，所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如上述所述的多堆燃料电池控制系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种多堆燃料电池控制方法，其解决了目前算法无法最大程度延长整个多堆燃料电池的寿命，影响整个多堆燃料电池的安全性和稳定性的问题，采用了在多堆燃料电池的启动时间段内各燃料电池电堆均分当前需求的功率，在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，基于当前时刻相应电堆的老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致，其满足了系统功率消耗，最大程度保障了输出功率平滑，降低了因功率波动引起的寿命损耗，延缓了性能较差电堆的使用寿命，最大程度提升了燃料电池电堆总体的服役时间。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的多堆燃料电池控制方法流程图；
图2是本发明实施例的多堆燃料电池控制装置结构示意图；
图3是本发明实施例的多堆燃料电池控制装置系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
参照图3，本实施例所涉及的多堆燃料电池(001)是多组(例如：4组)燃料电池电堆(011、012、013、014)并联构成。
下面以4组燃料电池电堆为例：
四组燃料电池电堆和蓄电池(015)分别经Boost单向DC/DC变换器(111、112、113、114)及双向DC/DC变换器(115)连入母线(116、117)，并为负载提供电能支持，其中蓄电池(015)用以吸收系统的额外能量。
实施例一
设置各燃料电池电堆最大输出功率(Pfcimax)，设置各燃料电池电堆最大输出功率(Pfcimin)，设置系统母线电压(Vbus)。并对系统的符号变量做如下说明：
定义系统所需功率为Pload，下一时刻系统功率改变量为ΔPload,各燃料电池电堆实际输出电压电流分别为Vfci和Ifci,各电堆理想输出电压为Vfci_ideal,该理想电压已知，各燃料电池级联变换器输出功率改变量为ΔPdci,各燃料电池的输出功率为Pdci。
结合图1以及多堆燃料电池是4组燃料电池电堆(011、012、013、014)并联构成为例来详细说明本实施例的多堆燃料电池控制方法，其具体包括如下步骤：
S101：在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆，这样能够使得各燃料电池电堆运行效率最高且保证各电堆稳定。
在本实施例中，根据不同性能的多堆燃料电池的特性，其启动时间相匹配设置，比如：在本实施例中的多堆燃料电池的启动时间为5ms。
在前5ms时间内各燃料电池电堆平分系统功率，即
Figure BDA0003035261320000061
S102：在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
在本实施例中，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
具体地，各电堆的衰减因子为λi，其中
Figure BDA0003035261320000062
每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
5ms后系统以各变换器功率增量的方式分配各电堆所需功率，即通过ΔPload求解各ΔPdci，并在各电堆已输出功率值上累加，假设1号电堆为全新未使用电堆，其衰减因子λi＝1，2号到4号电堆衰老程度逐渐严重，衰减因子逐渐减小。
具体地，功率均分结束时，4号燃料电池需承担1/4*Pload的功率输出，功率波动是造成燃料电池老化的主要因素，下一时刻4号燃料电池的功率增量ΔPdc4应较小，根据衰减因子分配，其值为
Figure BDA0003035261320000071
相较之前，4号电池的功率波动量降低了
Figure BDA0003035261320000072
这一部分能量需1号电堆弥补。
功率均分结束时，3号燃料电池需承担1/4*Pload的功率输出，下一时刻3号燃料电池的功率增量ΔPdc3应大于ΔPdc4但小于ΔPdc2，根据衰减因子，其值为
Figure BDA0003035261320000073
相较于算法作用前，3号电池的功率波动量降低了
Figure BDA0003035261320000074
这一部分能量需1号电堆弥补。
功率均分结束时，2号燃料电池需承担1/4*Pload的功率输出，下一时刻2号燃料电池的功率增量ΔPdc2应大于ΔPdc3，根据衰减因子，其值为
Figure BDA0003035261320000075
相较于算法作用前，2号电池的功率波动量降低了
Figure BDA0003035261320000076
这一部分能量需1号电堆弥补。
功率均分结束时，1号燃料电池需承担1/4*Pload的功率输出，但此时1号电堆为性能最为优越的电堆，为使系统正常工作并使各电堆同时达到使用寿命，1号电堆需弥补
Figure BDA0003035261320000081
的功率差额，因此其功率改变量
Figure BDA0003035261320000082
为确保各电堆燃料电池电堆正常工作，需保证各燃料电池电堆工作于其限制区间内：
如果Pdci>Pfcimax，则输出Pdci＝Pfcimax；如果Pdci<Pfcimin，则输出Pdci＝Pfcimin；不属于上述提到的两种情况时，则保持原输出即可。
若Pload>0，则由如上所示分配功率，且如果Pload>Pdc1+Pdc2+Pdc3+Pdc4，功率差额由蓄电池补偿；
若Pload<0，系统产生的额外能量全部由蓄电池吸收。
当4个电堆的老化程度改变不再如上述假设时，则令电池性能最好的电堆为1号电堆，性能次之的电堆为2号电堆，性能再次之的电堆为3号电堆，性能最差的电堆为4号电堆，重复执行上述步骤，直至各燃料电池电堆同时退役。
实施例二
参照图2，本实施例的一种多堆燃料电池控制装置，其包括：
功率均分模块11，其用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆。
在具体实施中，在所述功率变量分配模块11中，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
功率变量分配模块12，其用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
其中，在所述功率变量分配模块12中，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
此处需要说明的是，本实施例的多堆燃料电池控制装置中的各个模块，与实施例一中的多堆燃料电池控制方法中的各个步骤一一对应，其具体实施过程相同，此处不再累述。
实施例三
参照图3，本实施例提供了一种多堆燃料电池控制系统，其包括隔离电信号采样电路002、性能及参数计算单元003和策略制定控制单元004。
在具体实施中，所述策略制定控制单元004，用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆。
所述隔离电信号采样电路002，用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，采集各燃料电池电堆的输出电压大小并传送至性能及参数计算单元。
通过隔离电信号采样电路002采集到的电信号分析统计不同电堆的运行情况，主要包括高功率运行，怠速运行，变载运行及启停。所述策略制定控制单元004，还用于根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。
所述性能及参数计算单元003，用于基于各燃料电池电堆的输出电压大小计算当前时刻相应电堆的老化程度；
在具体实施中，在所述性能及参数计算单元003中，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
在所述策略制定控制单元004中，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
在具体实施中，策略制定控制单元004可采用FPGA控制器来实现，FPGA控制器的采样频率高(100MHZ)，接口数量多，可满足本专利采集信号数量多，采样时间要求小的特点。采样后的电信号经性能参数指标计算单元003计算，实时将信息传送至策略制定控制单元004，处理后的电信号通过PWM模块为各变换器提供脉冲信号，控制不同燃料电池电堆功率输出。
综合考虑不同电堆各情况下的电压衰减量，量化各电堆的实际老化程度。同时，性能参数指标计算单元003还应计算各燃料电池电堆的氢气消耗情况。
本实施例的该多堆燃料电池控制系统需控制各级联DC/DC变换器(111、112、113、114、115)按算法要求控制各燃料电池电堆(011、012、013、014)输出相应功率，并以蓄电池(015)吸收系统额外功率。为保证系统动态性及稳定能力，策略及控制单元(004)以电压外环，电流内环的方式对各电堆的输出功率控制，并通过蓄电池维持母线电压恒定。
实施例四
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
实施例五
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
实施例六
本实施例提供了一种车辆，所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如上述实施例二所述的多堆燃料电池控制装置。
实施例七
本实施例提供了一种车辆，所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如上述实施例三所述的多堆燃料电池控制系统。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种多堆燃料电池控制方法，其特征在于，包括：
在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致；
综合考虑不同电堆各情况下的电压衰减量，量化各电堆的实际老化程度，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
2.如权利要求1所述的多堆燃料电池控制方法，其特征在于，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
3.如权利要求1所述的多堆燃料电池控制方法，其特征在于，在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，各燃料电池电堆的输出功率不超过相应理想输出功率。
4.如权利要求1所述的多堆燃料电池控制方法，其特征在于，当前需求的功率为大于0的值。
5.如权利要求1所述的多堆燃料电池控制方法，其特征在于，当前需求的功率为大于0的值且大于所有燃料电池电堆输出功率之和时，功率差额由多堆燃料电池中的蓄电池补偿。
6.如权利要求1所述的多堆燃料电池控制方法，其特征在于，若当前需求的功率为小于0的值，则多堆燃料电池产生的额外能量全部由蓄电池吸收。
7.一种多堆燃料电池控制装置，其特征在于，包括：
功率均分模块，其用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
功率变量分配模块，其用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致；综合考虑不同电堆各情况下的电压衰减量，量化各电堆的实际老化程度，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
8.如权利要求7所述的多堆燃料电池控制装置，其特征在于，在所述功率变量分配模块中，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
9.如权利要求8所述的多堆燃料电池控制装置，其特征在于，在所述功率变量分配模块中，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
10.一种多堆燃料电池控制系统，其特征在于，包括隔离电信号采样电路、性能及参数计算单元和策略制定控制单元；
所述策略制定控制单元，用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；
所述隔离电信号采样电路，用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，采集各燃料电池电堆的输出电压大小并传送至性能及参数计算单元；
所述性能及参数计算单元，用于基于各燃料电池电堆的输出电压大小计算当前时刻相应电堆的老化程度；
所述策略制定控制单元，还用于根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致；综合考虑不同电堆各情况下的电压衰减量，量化各电堆的实际老化程度，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
11.如权利要求10所述的多堆燃料电池控制系统，其特征在于，在所述性能及参数计算单元中，电堆的老化程度采用衰减因子来表征，衰减因子为电堆实际输出电压大小与理想输出电压大小的比值。
12.如权利要求11所述的多堆燃料电池控制系统，其特征在于，在所述策略制定控制单元中，每个电堆下一时刻功率变量为：相应电堆的衰减因子与所有燃料电池电堆衰减因子之和的比值，再与下一时刻需求功率的改变量的乘积。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的多堆燃料电池控制方法中的步骤。
15.一种车辆，其特征在于，所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如权利要求7-9中任一项所述的多堆燃料电池控制装置；
或
所述车辆上搭载有多堆燃料电池以及如权利要求10-12中任一项所述的多堆燃料电池控制系统。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113602153B (zh) * 2021-07-30 2023-01-03 东南大学 多堆氢燃料电池系统功率管理方法
CN113839066A (zh) * 2021-09-22 2021-12-24 电子科技大学 一种多电堆集成的长寿命燃料电池系统
CN113859055B (zh) * 2021-10-14 2023-09-22 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 多堆燃料电池发电系统启动控制方法、系统及车辆
CN117096400B (zh) * 2023-10-20 2024-02-23 佛山市清极能源科技有限公司 一种车载双燃料电池的控制方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1658497A (zh) * 2004-02-20 2005-08-24 捷讯研究有限公司 用于改进无线通信系统中的功率放大器效率的方法和装置
CN1891971A (zh) * 2005-05-11 2007-01-10 施卢默格海外有限公司 用于井下动力系统的燃料电池装置和方法
CN103441292A (zh) * 2013-08-26 2013-12-11 中国东方电气集团有限公司 燃料电池堆功率调整方法及装置
CN105264680A (zh) * 2011-03-30 2016-01-20 阿姆巴托雷股份有限公司 由极低电阻材料形成的电气、机械、计算和/或其他设备
CN106515481A (zh) * 2016-11-09 2017-03-22 广东合即得能源科技有限公司 一种具有轮毂发电机的燃料电池汽车及续航控制方法
CN107719163A (zh) * 2017-10-09 2018-02-23 福建福安闽东亚南电机有限公司 燃料电池汽车的控制方法及控制系统
WO2021038544A2 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 Ceres Intellectual Property Company Limited Control method and system of a fuel cell electric vehicle stack

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110010850A (zh) * 2005-10-20 2019-07-12 三菱化学株式会社 锂二次电池以及其中使用的非水电解液
CN102315658A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 谷涛 电池组动态均衡装置及均衡方法
JP6102888B2 (ja) * 2014-11-07 2017-03-29 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1658497A (zh) * 2004-02-20 2005-08-24 捷讯研究有限公司 用于改进无线通信系统中的功率放大器效率的方法和装置
CN1891971A (zh) * 2005-05-11 2007-01-10 施卢默格海外有限公司 用于井下动力系统的燃料电池装置和方法
CN105264680A (zh) * 2011-03-30 2016-01-20 阿姆巴托雷股份有限公司 由极低电阻材料形成的电气、机械、计算和/或其他设备
CN103441292A (zh) * 2013-08-26 2013-12-11 中国东方电气集团有限公司 燃料电池堆功率调整方法及装置
CN106515481A (zh) * 2016-11-09 2017-03-22 广东合即得能源科技有限公司 一种具有轮毂发电机的燃料电池汽车及续航控制方法
CN107719163A (zh) * 2017-10-09 2018-02-23 福建福安闽东亚南电机有限公司 燃料电池汽车的控制方法及控制系统
WO2021038544A2 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 Ceres Intellectual Property Company Limited Control method and system of a fuel cell electric vehicle stack

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘梦，李奇，王天宏，陈维荣.考虑电堆运行性能的多堆燃料电池发电系统功率自适应分配方法.《中国电机工程学报》.2019,第39卷(第22期), *
考虑电堆运行性能的多堆燃料电池发电系统功率自适应分配方法;刘梦，李奇，王天宏，陈维荣;《中国电机工程学报》;20191120;第39卷(第22期);第6666-6676页 *

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