CN113910987B - 一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置 - Google Patents

一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置，包括：当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长；根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值；当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。本申请可以均衡第一燃料电池和第二燃料电池的使用寿命。

Description

一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置。
背景技术
新能源汽车通常是指采用清洁能源作为动力源的汽车。使用新能源汽车，可以节约燃油能源，减少废气排放，有效的保护环境，同时效率高、噪声小。
重型卡车也是新能源汽车的一个发展分支。通常情况下，为了增加重型卡车的动力需求，在车辆上配有至少两个燃料电池，两个燃料电池中包括主燃料电池和从燃料电池，即以主燃料电池为常用电池，从燃料电池为备用电池。
然而，由于重型卡车通常处于半负载及以下的运行状态下，导致两个燃料电池中的主燃料电池长期处于运行状态，而从燃料电池则处于频繁启停的状态，最终导致主燃料电池和从燃料电池的使用寿命存在较大差距。
发明内容
本申请实施例通过提供一种车载燃料电池系统及其控制方法和装置，解决了现有技术中车辆上的主燃料电池和从燃料电池的使用寿命差距较大的技术问题，实现了缩短主燃料电池和从燃料电池之间使用寿命的差距的技术效果。
第一方面，本申请提供了一种车载燃料电池系统控制方法，车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，控制方法包括：
检测是否接收到车辆启动信号；
当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长；
根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值；
当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
进一步地，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长，包括：
获取第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长。
进一步地，当历史时长差异值小于等于预设阈值时，方法还包括：
获取车辆本次产生的车辆启动信号在车辆的生命周期内产生的所有车辆启动信号中的次数序号；
根据次数序号，从第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中本次未作为主燃料电池系统的燃料电池系统作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
进一步地，当历史时长差异值小于等于预设阈值时，方法还包括：
确定车辆在上一次启动时作为主燃料电池系统的目标燃料电池系统；
当目标燃料电池系统是第一燃料电池系统时，将第二燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统；
当目标燃料电池系统是第二燃料电池系统时，将第一燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统。
进一步地，在确定车辆本次启动的主燃料电池系统和从燃料电池系统之后，方法还包括：
检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号；
当未接收到第一心跳信号的第一持续时间超过第一预设时长时，确定主燃料电池系统发生故障，并将从燃料电池系统作为新的主燃料电池系统；
检测是否接收到新的主燃料电池系统发送的第二心跳信号；
当未接收到第二心跳信号的第二持续时间超过第二预设时长时，确定新的主燃料电池系统发生故障，并控制车载燃料电池系统关机。
进一步地，在确定车辆本次启动的主燃料电池系统和从燃料电池系统之后，方法还包括：
获取车辆的目标需求功率；
当目标需求功率小于预设怠速功率时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统关闭；
当目标需求功率大于等于预设怠速功率，且小于主燃料电池系统的主额定功率与预设怠速功率之和时，控制主燃料电池系统启动，控制从燃料电池系统关闭；
当目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率与预设怠速功率之和时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统启动。
进一步地，当从燃料电池系统故障，且目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率时，方法还包括：
控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力。
进一步地，当目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率与从燃料电池系统的从额定功率之和时，方法还包括：
控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力，控制从燃料电池系统以从额定功率为车辆提供驱动力。
第二方面，本申请提供了一种车载燃料电池系统控制装置，车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，控制装置包括：
检测模块，用于检测是否接收到车辆启动信号；
获取模块，用于当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长；
确定模块，用于根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值；还用于当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
第三方面，本申请提供了一种车载燃料电池系统，系统包括：
第一燃料电池系统，与第二燃料电池系统和整车控制器连接；
第二燃料电池系统，与整车控制器连接；
整车控制器，用于当接收到车辆启动信号时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中，为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中未作为车辆本次启动的主燃料电池系统的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请在接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长，根据第一历史时长和第二历史时长之间的历史时长差异值，确定本次车辆启动时的主燃料电池系统和从燃料电池系统，也就是将本次启动之前使用时间更长的燃料电池系统作为从燃料电池系统，将本次启动之前使用时间更短的燃料电池系统作为主燃料电池系统，缩短第一燃料电池和第二燃料电池之间的运行时间差异，进而可以大大缩短主燃料电池和从燃料电池之间的寿命差异，也就是均衡了第一燃料电池和第二燃料电池的使用寿命。在一定程度上，也减少了更换燃料电池和维护燃料电池的费用，节约了时间，提高了车辆的使用率。
相对于相关技术中一直将同一个燃料电池作为主燃料电池的技术方案而言，本申请中使用不同的燃料电池分时段的作为主燃料电池，大大延长了主燃料电池的使用寿命，同时，也由于每个燃料电池均可以作为主燃料电池，那么也就大大延长了每个燃料电池的使用寿命，进而可以延长整车寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
图1为本申请提供的一种车载燃料电池系统控制方法的流程示意图；
图2为本申请提供的一种车载燃料电池系统控制方法的主从燃料电池系统切换的示例流程示意图；
图3为本申请提供的主从燃料电池系统故障诊断的流程示意图；
图4为本申请提供的主从燃料电池系统功率分配的流程示意图；
图5为本申请提供的一种车载燃料电池系统控制装置的结构示意图；
图6为本申请提供的一种车载燃料电池系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种车载燃料电池系统控制方法，解决了现有技术中车辆上的主燃料电池和从燃料电池的使用寿命差距较大的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种车载燃料电池系统控制方法，车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，控制方法包括：检测是否接收到车辆启动信号；当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长；根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值；当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
本实施例在接收到车辆启动信号时，均获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长，根据第一历史时长和第二历史时长之间的历史时长差异值，确定本次车辆启动时的主燃料电池系统和从燃料电池系统，也就是将本次启动之前使用时间更长的燃料电池系统作为从燃料电池系统，将本次启动之前使用时间更短的燃料电池系统作为主燃料电池系统，进而缩短第一燃料电池和第二燃料电池之间的运行时间差异，进而可以大大缩短主燃料电池和从燃料电池之间的寿命差异，也就是均衡了第一燃料电池和第二燃料电池的使用寿命。
相对于相关技术中一直将同一个燃料电池作为主燃料电池的技术方案而言，本实施例中使用不同的燃料电池分时段的作为主燃料电池，大大延长了主燃料电池的使用寿命，同时，也由于每个燃料电池均可以作为主燃料电池，那么也就大大延长了每个燃料电池的使用寿命，进而可以延长整车寿命。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在相关技术中，由于重型卡车通常处于半负载及以下的运行状态下，导致两个燃料电池中的主燃料电池长期处于运行状态，而从燃料电池则处于频繁启停的状态，最终导致主燃料电池和从燃料电池的使用寿命存在较大差距。
例如，重型卡车的全输出功率为200KW，但是并不会长期以200KW运行，多数情况下，仅以100KW及其以下的功率运行。重型卡车中至少包括两个燃料电池，通常将其中一个作为主燃料电池，其他燃料电池作为从燃料电池。在半载状态下，主燃料电池长期处于功率输出状态，而从燃料电池则在主燃料电池无法满足车辆的功率需求时才会开启，导致从燃料电池频繁启停。经过时间的累计，就会导致主燃料电池的使用时间远大于从燃料电池的使用时间，最终导致主燃料电池和从燃料电池的使用寿命存在较大差距，进而缩短了车载燃料电池的使用寿命，也就缩短了车辆的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本实施例提供了如图1所示的一种车载燃料电池系统控制方法，车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，控制方法可以应用于整车控制器，控制方法包括步骤S11-步骤S14。
步骤S11，检测是否接收到车辆启动信号。
步骤S12，当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长。
步骤S13，根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值。
步骤S14，当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
本实施例中，车载燃料电池系统包括至少两个燃料电池系统，即燃料电池系统的数量可以有两个，也可以是多个。本实施例以两个燃料电池系统为例进行说明，但并不意味着本实施例中的车载燃料电池系统仅包括两个燃料电池系统。
车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统。第一燃料电池系统和第二燃料电池系统可以是完全相同的燃料电池系统，可以避免燃料电池系统之间存在较大差异，影响燃料电池系统的功率控制。
在步骤S11中，可以通过整车控制器检测是否接收到车辆启动信号。
在步骤S12中，当接收到车辆启动信号时(可以是当每次接收到车辆启动信号时，也可以是当接收到预设次数的车辆启动信号时)，则获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长。第一历史时长和第二历史时长可以是以车辆出厂之后第一次启动时开始计算，也可以是以车辆最近一次更换燃料电池之后开始计算，还可以采用步骤S21所提供的计算方式。当然，在实际应用时，第一历史时长和第二历史时长的计算方式可以根据实际情况确定。
具体地，本实施例提供步骤S21以确定第一历史时长和第二历史时长。
步骤S21，获取第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长。
本实施例中是以两个燃料电池系统进行说明的，因此，在车辆启动时，其中一个燃料电池系统会作为主燃料电池系统使用，另外一个燃料电池系统会作为从燃料电池系统使用。通常情况下，主燃料电池的使用时间会比从燃料电池的使用时间更长。因此，本实施例则将每个燃料电池系统作为主燃料电池系统的时间作为历史时长，即将第一燃料电池系统作为主燃料电池系统的时间作为第一历史时长，将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统的时间作为第二历史时长。
在步骤S13中，确定第一历史时长和第二历史时长之间的历史时长差异值。历史差异值可以是第一历史时长和第二历史时长之差，也可以是能够反映第一历史时长和第二历史时长之间差异大小的特征值，例如，历史时长差异值可以是根据第一历史时长和第二历史时长之差确定的百分比等。在实际实施时，可以根据具体情况确定历史时长差异值的表征量。在本实施例中，仅以第一历史时长和第二历史时长之差作为历史时长差异值，对步骤S14进行说明。
在步骤S14中，预设阈值可以根据历史时长差异值的表征量以及车辆本身的运行状态进行确定。当历史时长差异值大于预设阈值时，也就意味着第一历史时长和第二历史时长之间的差异较大，需要对第一燃料电池系统的运行时间与第二燃料电池系统的运行时间进行调整。因此，本实施例则将运行时间更少的燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统，将其余的燃料电池系统作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
例如，第一历史时长为60小时，第二历史时长为80小时，两者之差为20小时，已经超过预设阈值18小时，则将第一历史时长对应的第一燃料电池系统作为本次运行的主燃料电池系统，将第二历史时长对应的第二燃料电池系统作为本次运行的从燃料电池系统。
综上所述，本实施例在接收到车辆启动信号时，均获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长，根据第一历史时长和第二历史时长之间的历史时长差异值，确定本次车辆启动时的主燃料电池系统和从燃料电池系统，也就是将本次启动之前使用时间更长的燃料电池系统作为从燃料电池系统，将本次启动之前使用时间更短的燃料电池系统作为主燃料电池系统，进而缩短第一燃料电池和第二燃料电池之间的运行时间差异，进而可以大大缩短主燃料电池和从燃料电池之间的寿命差异，也就是均衡了第一燃料电池和第二燃料电池的使用寿命，进而延长了整车使用寿命。在一定程度上，也减少了更换燃料电池和维护燃料电池的费用，节约了时间，提高了车辆的使用率。
相对于相关技术中一直将同一个燃料电池作为主燃料电池的技术方案而言，本实施例中使用不同的燃料电池分时段的作为主燃料电池，大大延长了主燃料电池的使用寿命，同时，也由于每个燃料电池均可以作为主燃料电池，那么也就大大延长了每个燃料电池的使用寿命，进而可以延长整车寿命。
当历史时长差异值小于等于预设阈值时，意味着第一历史时长和第二历史时长之间的差异不大，可以不用对第一燃料电池系统的运行时间与第二燃料电池系统的运行时间进行调整。在该种情况下，可以采用如下三种方式确定本次车辆启动后的主燃料电池系统和从燃料电池系统。当然，也可以采用将本实施例提供的以下三种方式进行变形得到的其他方式，此处不作限制。
【方式一】
步骤S31，获取车辆本次产生的车辆启动信号在车辆的生命周期内产生的所有车辆启动信号中的次数序号。
步骤S32，根据次数序号，从第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中本次未作为主燃料电池系统的燃料电池系统作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
车辆的生命周期可以是从车辆出厂后的第一次启动开始计算，也可以是车辆更换了新的燃料电池之后开始重新计算，对于车辆的生命周期，本实施例不作限定。
获取车辆在生命周期内产生的车辆启动信号的次数，确定本次产生的车辆启动信号在所有车辆启动信号中的次数序号。例如，车辆已经启动过50次，本次收到车辆启动信号是第51次。
根据次数序号，从第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统作为主燃料电池系统，将剩余的燃料电池系统作为从燃料电池系统。具体地，可以按照次数序号的奇数和偶数，确定主燃料电池系统和从燃料电池系统；也可以按照次数序号的倍数，确定主燃料电池系统和从燃料电池系统；还可以当启动次数为奇数次(也可以是偶数次，此处以奇数次为例进行说明)时，才将上次启动时的主燃料电池系统和从燃料电池系统交换。
例如，如图2所示，当车辆属于奇数次启动时，将第一燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第二燃料电池系统作为从燃料电池系统；当车辆属于偶数次启动时，将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第一燃料电池系统作为从燃料电池系统。当然，也可以当车辆属于奇数次启动时，将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第一燃料电池系统作为从燃料电池系统；当车辆属于偶数次启动时，将第一燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第二燃料电池系统作为从燃料电池系统。
再例如，当车辆的启动次数为3的倍数时，将第一燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第二燃料电池系统作为从燃料电池系统；当车辆的启动次数不是3的倍数时，则将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第一燃料电池系统作为从燃料电池系统。当然，也可以当车辆的启动次数为3的倍数时，将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第一燃料电池系统作为从燃料电池系统；当车辆的启动次数不是3的倍数时，则将第一燃料电池系统作为主燃料电池系统，将第二燃料电池系统作为从燃料电池系统。
【方式二】
步骤S41，确定车辆在上一次启动时作为主燃料电池系统的目标燃料电池系统；
步骤S42，当目标燃料电池系统是第一燃料电池系统时，将第二燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统；
步骤S43，当目标燃料电池系统是第二燃料电池系统时，将第一燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统。
步骤S41-步骤S43，实质上是每检测到一次车辆启动信号，则将上一次启动时所采用的主燃料电池系统和从燃料电池系统进行交换。
例如，在上次启动时，主燃料电池系统为A1系统，从燃料电池系统为B1系统，本次启动，则将B1系统作为主燃料电池系统，A1系统作为从燃料电池系统。
当然，还可以对方式二进行变形，每间隔预设次数的启动，则将上一次启动时采用的主燃料电池系统和从燃料电池系统进行交换。
例如，将车辆启动的次数依次记为1、2、3、4、5、6、7、8等次数序号，当启动次数为偶数次(当然也可以是奇数次，此处以偶数次为例进行说明)，则进行主燃料电池系统和从燃料电池系统的切换。假设第1次的主燃料电池系统为A2系统，从燃料电池系统为B2系统，那么第2次时，由于“2”是偶数，则需要将B2系统作为主燃料电池系统，A2系统作为从燃料电池系统。当第3次时，由于“3”是奇数，则不需要切换，仍然将B2系统作为主燃料电池系统，A2系统作为从燃料电池系统。当第4次时，由于“4”是偶数，则需要进行主燃料电池系统和从燃料电池系统的切换，也就是将A2系统作为主燃料电池系统，B2系统作为从燃料电池系统。
【方式三】
步骤S51，确定车辆的主燃料电池系统标识位，主燃料电池系统标识位表征车辆在上一次启动时作为主燃料电池系统的目标燃料电池系统。
步骤S52，根据主燃料电池系统标识位，从第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统。
步骤S51-步骤S52与步骤S41-步骤S43是类似的，两者的区别在于步骤S51-步骤S52设置了一个主燃料电池系统标识位，用于标识车辆在上一次启动时作为主燃料电池系统的目标燃料电池系统，通过识别主燃料电池系统标识位确定上次启动时的主燃料电池系统，进而将主燃料电池系统和从燃料电池系统进行切换。
例如，当第一燃料电池系统作为主燃料电池系统时，主燃料电池系统标识位为1，当第二燃料电池系统作为主燃料电池系统时，主燃料电池系统标识位为0。在检测到本次启动信号之后，发现主燃料电池系统标识位为1，那么意味着上次启动时第一燃料电池系统为主燃料电池系统，此次启动应该将主燃料电池系统标识位更改为0，将第二燃料电池系统作为车辆本次运行的主燃料电池系统。
本实施例提供的上述方案实现主从燃料电池系统之间的切换，可以避免因车辆大部分时间处于半载及以下状态，导致主燃料电池系统工作时间更长的情况发生，延长主燃料电池系统的寿命，进而可以延长整车使用寿命。同时，可以减小车辆上主燃料电池系统和从燃料电池系统之间的寿命差异，在一定程度上保证了各个燃料电池系统的一致性，进一步延长燃料电池系统和整车的使用寿命。
在确定车辆本次启动的主燃料电池系统和从燃料电池系统之后，本实施例还提供了用于检测主燃料电池系统和从燃料电池系统是否故障的方案，具体包括步骤S61-步骤S68，现结合图3对步骤S61-步骤S68进行说明。
步骤61，检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号Signal0。第一心跳信号Signal0是按照预设周期TZ循环发送的，预设周期可以根据具体情况设定，本实施例中的预设周期TZ可以是大于第一预设时长T1与第二预设时长T2差值的周期。也就是TZ＜T2-T1。
本实施例中的步骤S61则是针对单独的每个预设周期，例如，在a时刻收到第一心跳信号之后，则以a时刻开始计时，执行步骤S61。后续将继续以该实例对步骤S62-步骤S68进行说明。
步骤62，当接收到第一心跳信号Signal0时，将第一持续时间Tc清零，并重新检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号Signal0。
在步骤S61之后，从a时刻开始，Tc开始计时，经过TZ后，收到了第一心跳信号Signal0，那么就将Tc清零，进入下一个预设周期。也就是重复步骤S61-步骤S62。
步骤63，当未接收到第一心跳信号Signal0，且第一持续时间Tc未超过第一预设时长T1时，重新检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号Signal0。
在步骤S61之后，从a时刻开始，Tc开始计时，经过TZ后，没有收到第一心跳信号Signal0，Tc继续计时，判断Tc是否超过T1，在Tc没有超过T1时，收到了第一心跳信号Signal0，则返回步骤S61。
步骤64，当未接收到第一心跳信号Signal0，且未接收到第一心跳信号Signal0的第一持续时间Tc超过第一预设时长T1时，确定主燃料电池系统发生故障，并将从燃料电池系统作为新的主燃料电池系统。
在步骤S61之后，从a时刻开始，Tc开始计时，经过TZ后，没有收到第一心跳信号Signal0，Tc继续计时，判断Tc是否超过T1，在Tc超过T1时，仍然没有收到第一心跳信号Signal0，则确定主燃料电池系统发生故障，需要将从燃料电池系统变更为主燃料电池系统，继续执行步骤S65。
步骤65，检测是否接收到新的主燃料电池系统发送的第二心跳信号Signal0(对于整车控制器而言，只有Signal0才是合法心跳信号，因此，新的主燃料电池系统发的第二心跳信号仍然是Signal0)。
步骤S65与步骤S61类似，此处不再赘述。需要说明的是，步骤S61中的主燃料电池系统与步骤S65的主燃料电池系统不是同一个燃料电池系统。
例如，步骤S61中的主燃料电池系统为第一燃料电池系统，由于第一燃料电池系统故障，则将第二燃料电池系统作为主燃料电池系统，因此，步骤S65中的主燃料系统为第二燃料电池系统。
步骤66，当接收到第二心跳信号Signal0时，将第二持续时间Tc(对于整车控制器而言，只有Tc才是合法的时限，因此，新的主燃料电池系统发的第二心跳信号的时限仍然是Tc)清零，并重新检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号Signal0。
步骤S66与步骤S62类似，此处不再赘述。
步骤67，当未接收到第二心跳信号Signal0，且第二持续时间Tc未超过第二预设时长T2时，重新检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号Signal0。
步骤S67与步骤S63类似，此处不再赘述。
步骤68，当未接收到第二心跳信号Signal0，且未接收到第二心跳信号Signal0的第二持续时间Tc超过第二预设时长T2时，确定新的主燃料电池系统发生故障，也就意味着两个燃料电池系统均发生故障，因此需要控制车载燃料电池系统关机，即控制两个燃料电池系统关机，后续车辆由车辆本身携带的动力电池提供动力，寻找安全区域停车，等待救援。
步骤S68与步骤S64类似，此处不再赘述。需要注意的是，步骤S68中属于两个燃料电池系统均故障的情况，此时的处理方式是关机，而并非更换主燃料电池系统。
本实施例上述提供的燃料电池系统故障检测与本实施例提供的主燃料电池系统和从燃料电池系统交换方案配合使用，可以延长燃料电池电堆寿命，延长整车使用寿命。
在确定车辆本次启动的主燃料电池系统和从燃料电池系统之后，主燃料电池系统和从燃料电池系统为车辆提供驱动力的过程可以采用步骤S71-步骤S75所示的方法，具体可参见图4所示的流程图。
步骤S71，获取车辆的目标需求功率P。
步骤S72，当目标需求功率P小于预设怠速功率Pmin时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统关闭。
预设怠速功率Pmin为主燃料电池系统能够输出的最小功率(在本实施例中，从燃料电池系统能够输出的最小功率也是Pmin)。当P＜Pmin，那么可以直接由车辆的动力电池输出所需功率，不需要依赖于主燃料电池系统和从燃料电池系统，因此，需要将主燃料电池系统和从燃料电池系统关闭。
步骤S73，当目标需求功率P大于等于预设怠速功率Pmin，且小于主燃料电池系统的主额定功率Pmax1与预设怠速功率Pmin之和时，控制主燃料电池系统启动，控制从燃料电池系统关闭。其中，2Pmin＜Pmax1。
主额定功率Pmax1为主燃料电池系统能够输出的最大功率。当Pmin≤P＜Pmax1+Pmin，意味着动力电池无法满足车辆的功率需求，需要主燃料电池系统提供功率支持，因此开启主燃料电池系统。又由于目标需求功率小于Pmax1与Pmin之和，因此，只依赖于主燃料电池系统和动力电池就能满足车辆功率需求，因此，可以关闭从燃料电池系统。
步骤S74，当目标需求功率P大于等于主燃料电池系统的主额定功率Pmax1与预设怠速功率Pmin之和时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统启动。
当P≥Pmax1+Pmin，意味着动力电池和主燃料电池共同作用也无法满足车辆的功率需求，需要从燃料电池系统提供功率支持，因此需要开启主燃料电池系统和从燃料电池系统。
此外，当从燃料电池系统故障，且目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率时，控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力。
当P≥Pmax1+Pmin，意味着动力电池和主燃料电池共同作用也无法满足车辆的功率需求，需要从燃料电池系统提供功率支持，然而，从燃料电池系统又故障，因此只能依赖动力电池和主燃料电池共同作用，此时主燃料电池系统只能以主额定功率为车辆提供驱动力。
步骤S75，当目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率Pmax1与从燃料电池系统的从额定功率Pmax2之和时，控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力，控制从燃料电池系统以从额定功率为车辆提供驱动力。
当P≥Pmax1+Pmax2，意味着动力电池、主燃料电池系统和从燃料电池系统共同作用也无法满足车辆的功率需求，只能控制主燃料电池系统以Pmax1，从燃料电池系统以Pmax2为车辆提供动力。
本实施例上述提供的车辆功率需求分配是在本实施例提供的主燃料电池系统和从燃料电池系统交换方案的基础上实现的，因此，相对于相关技术而言，本实施例能够明显减少从燃料电池的频繁启停，延长燃料电池电堆寿命。并且，在重型卡车应用领域，可以满足重型卡车对于功率的需求。
本实施例在接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长，根据第一历史时长和第二历史时长之间的历史时长差异值，确定本次车辆启动时的主燃料电池系统和从燃料电池系统，也就是将本次启动之前使用时间更长的燃料电池系统作为从燃料电池系统，将本次启动之前使用时间更短的燃料电池系统作为主燃料电池系统，缩短第一燃料电池和第二燃料电池之间的运行时间差异，进而可以大大缩短主燃料电池和从燃料电池之间的寿命差异，也就是均衡了第一燃料电池和第二燃料电池的使用寿命。在一定程度上，也减少了更换燃料电池和维护燃料电池的费用，节约了时间，提高了车辆的使用率。
本实施例基于同一发明构思，提供了如图5所示的一种车载燃料电池系统控制装置，车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，控制装置包括：
检测模块51，用于检测是否接收到车辆启动信号；
获取模块52，用于当接收到车辆启动信号时，获取第一燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长；
确定模块53，用于根据第一历史时长和第二历史时长，确定历史时长差异值；还用于当历史时长差异值大于预设阈值时，将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中为车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
进一步地，获取模块52用于：
获取第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第二历史时长。
进一步地，确定模块53还用于：
获取车辆本次产生的车辆启动信号在车辆的生命周期内产生的所有车辆启动信号中的次数序号；
根据次数序号，从第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统，作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统和第二燃料电池系统中本次未作为主燃料电池系统的燃料电池系统作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
进一步地，确定模块53还用于：
确定车辆在上一次启动时作为主燃料电池系统的目标燃料电池系统；
当目标燃料电池系统是第一燃料电池系统时，将第二燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统；
当目标燃料电池系统是第二燃料电池系统时，将第一燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统。
进一步地，装置还包括诊断模块，用于：
检测是否接收到主燃料电池系统发送的第一心跳信号；
当未接收到第一心跳信号的第一持续时间超过第一预设时长时，确定主燃料电池系统发生故障，并将从燃料电池系统作为新的主燃料电池系统；
检测是否接收到新的主燃料电池系统发送的第二心跳信号；
当未接收到第二心跳信号的第二持续时间超过第二预设时长时，确定新的主燃料电池系统发生故障，并控制车载燃料电池系统关机。
进一步地，装置还包括功率控制模块，用于：
获取车辆的目标需求功率；
当目标需求功率小于预设怠速功率时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统关闭；
当目标需求功率大于等于预设怠速功率，且小于主燃料电池系统的主额定功率与预设怠速功率之和时，控制主燃料电池系统启动，控制从燃料电池系统关闭；
当目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率与预设怠速功率之和时，控制主燃料电池系统和从燃料电池系统启动。
进一步地，功率控制模块，还用于：
当从燃料电池系统故障，且目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率时，方法还包括：
控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力。
进一步地，功率控制模块，还用于：
当目标需求功率大于等于主燃料电池系统的主额定功率与从燃料电池系统的从额定功率之和时，方法还包括：
控制主燃料电池系统以主额定功率为车辆提供驱动力，控制从燃料电池系统以从额定功率为车辆提供驱动力。
本实施例基于同一发明构思，提供了如图6所示的一种车载燃料电池系统，系统包括：
第一燃料电池系统FCCU1，与第二燃料电池系统FCCU2和整车控制器VCU连接；
第二燃料电池系统FCCU2，与整车控制器VCU连接；
整车控制器VCU，用于当接收到车辆启动信号时，将第一燃料电池系统FCCU1和第二燃料电池系统FCCU2中，为车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统作为车辆本次启动的主燃料电池系统，并将第一燃料电池系统FCCU1和第二燃料电池系统FCCU2中未作为车辆本次启动的主燃料电池系统的燃料电池系统，作为车辆本次启动的从燃料电池系统。
第一燃料电池系统和第二燃料电池系统均包括氢气循环泵、冷却水泵、空压机、VCM(服务器)和CAN网段。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。
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，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、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、CD-ROM、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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)

1.一种车载燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，所述控制方法包括：
检测是否接收到车辆启动信号；
当接收到所述车辆启动信号时，获取所述第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及所述第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为所述车辆提供驱动力的第二历史时长；
根据所述第一历史时长和所述第二历史时长，确定历史时长差异值；
当所述历史时长差异值大于预设阈值时，将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中为所述车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的主燃料电池系统，并将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中为所述车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的从燃料电池系统；其中，所述主燃料电池系统是指优先为车辆提供驱动力的系统；所述从燃料电池系统是指在所述主燃料电池系统无法满足车辆的功率需求时，与所述主燃料电池系统一起为车辆提供驱动力的系统。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述历史时长差异值小于等于所述预设阈值时，所述方法还包括：
获取所述车辆本次产生的所述车辆启动信号在所述车辆的生命周期内产生的所有车辆启动信号中的次数序号；
根据所述次数序号，从所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中选择一个燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统，并将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中本次未作为所述主燃料电池系统的燃料电池系统作为所述车辆本次启动的所述从燃料电池系统。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述历史时长差异值小于等于所述预设阈值时，所述方法还包括：
确定所述车辆在上一次启动时作为所述主燃料电池系统的目标燃料电池系统；
当所述目标燃料电池系统是所述第一燃料电池系统时，将所述第二燃料电池系统作为所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统；
当所述目标燃料电池系统是所述第二燃料电池系统时，将所述第一燃料电池系统作为所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统。
4.如权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，在确定所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统和所述从燃料电池系统之后，所述方法还包括：
检测是否接收到所述主燃料电池系统发送的第一心跳信号；
当未接收到所述第一心跳信号的第一持续时间超过第一预设时长时，确定所述主燃料电池系统发生故障，并将所述从燃料电池系统作为新的所述主燃料电池系统；
检测是否接收到新的所述主燃料电池系统发送的第二心跳信号；
当未接收到所述第二心跳信号的第二持续时间超过第二预设时长时，确定新的所述主燃料电池系统发生故障，并控制所述车载燃料电池系统关机。
5.如权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于，在确定所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统和所述从燃料电池系统之后，所述方法还包括：
获取所述车辆的目标需求功率；
当所述目标需求功率小于预设怠速功率时，控制所述主燃料电池系统和所述从燃料电池系统关闭；
当所述目标需求功率大于等于所述预设怠速功率，且小于所述主燃料电池系统的主额定功率与所述预设怠速功率之和时，控制所述主燃料电池系统启动，控制所述从燃料电池系统关闭；
当所述目标需求功率大于等于所述主燃料电池系统的所述主额定功率与所述预设怠速功率之和时，控制所述主燃料电池系统和所述从燃料电池系统启动。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述从燃料电池系统故障，且所述目标需求功率大于等于所述主燃料电池系统的所述主额定功率时，所述方法还包括：
控制所述主燃料电池系统以所述主额定功率为所述车辆提供驱动力。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述目标需求功率大于等于所述主燃料电池系统的所述主额定功率与所述从燃料电池系统的从额定功率之和时，所述方法还包括：
控制所述主燃料电池系统以所述主额定功率为所述车辆提供驱动力，控制所述从燃料电池系统以所述从额定功率为所述车辆提供驱动力。
8.一种车载燃料电池系统控制装置，其特征在于，所述车载燃料电池系统包括第一燃料电池系统和第二燃料电池系统，所述控制装置包括：
检测模块，用于检测是否接收到车辆启动信号；
获取模块，用于当接收到所述车辆启动信号时，获取所述第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及所述第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为所述车辆提供驱动力的第二历史时长；其中，所述主燃料电池系统是指优先为车辆提供驱动力的系统；所述从燃料电池系统是指在所述主燃料电池系统无法满足车辆的功率需求时，与所述主燃料电池系统一起为车辆提供驱动力的系统；
确定模块，用于根据所述第一历史时长和所述第二历史时长，确定历史时长差异值；还用于当所述历史时长差异值大于预设阈值时，将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中为所述车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的主燃料电池系统，并将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中为所述车辆提供驱动力的历史时长较长的燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的从燃料电池系统。
9.一种车载燃料电池系统，其特征在于，所述系统包括：
第一燃料电池系统，与第二燃料电池系统和整车控制器连接；
所述第二燃料电池系统，与所述整车控制器连接；
所述整车控制器，用于当接收到车辆启动信号时，获取所述第一燃料电池系统作为主燃料电池系统为车辆提供驱动力的第一历史时长，以及所述第二燃料电池系统作为主燃料电池系统为所述车辆提供驱动力的第二历史时长，将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中，为所述车辆提供驱动力的历史时长较短的燃料电池系统作为所述车辆本次启动的主燃料电池系统，并将所述第一燃料电池系统和所述第二燃料电池系统中未作为所述车辆本次启动的所述主燃料电池系统的燃料电池系统，作为所述车辆本次启动的从燃料电池系统；其中，所述主燃料电池系统是指优先为车辆提供驱动力的系统；所述从燃料电池系统是指在所述主燃料电池系统无法满足车辆的功率需求时，与所述主燃料电池系统一起为车辆提供驱动力的系统。
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