CN115084581A - 燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器 - Google Patents

燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器，其中的控制方法包括：在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。上述控制方法能够提高燃料电池车辆功率输出的响应速度或跟随效应。

Description

燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器。
背景技术
随着新能源汽车及氢能汽车的推广和普及，越来越多的汽车企业开始向电气化和新能源化迈进。越来越多的氢燃料电池系统应用于新能源汽车。
目前氢燃料空气进气控制方法是基于整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)下发功率请求指令给燃料电池控制器(Fuel Cell Control Unit，FCCU)后，FCCU在收到VCU的功率请求指令后再进行空气供给系统的进气控制，因此存在通讯层面上的两次控制滞后，导致本车的功率输出滞后，影响整车功率输出的稳定性。
发明内容
本发明提供了一种燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器，以解决或者部分解决目前氢燃料电池车辆的进气控制在通讯层面上存在的两层的控制滞后，导致本车功率输出滞后的技术问题。
为解决上述技术问题，根据本发明实施例提供了一种燃料电池空气供给系统的控制方法，应用于燃料电池车辆的燃料电池控制器，包括：
在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
可选的，在所述根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气之后，所述控制方法还包括：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；
根据所述实际输出功率、所述整车需求功率和所述第二估算功率，确定第二目标需求功率；
基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
可选的，所述根据所述实际输出功率、所述整车需求功率和所述第二估算功率，确定第二目标需求功率，包括：
根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，确定比值；
若所述比值处于设定范围内，则将所述第二估算功率作为所述第二目标需求功率；
若所述比值不处于所述设定范围内，则根据所述比值和所述第二估算功率确定所述第二目标需求功率。
可选的，所述基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，包括：
根据所述第二目标需求功率和预设对应关系，确定理论进气量并将所述理论进气量作为所述第二空气需求进气量；所述预设对应关系为需求功率与理论进气量之间的映射关系。
进一步的，所述根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气，包括：
根据所述第二空气需求进气量，确定所述燃料电池空气供给系统中的空气压缩机的第一转速；
基于所述第一转速控制所述空气压缩机工作，获得所述燃料电池电堆的当前输出功率；
基于所述当前输出功率与所述第二目标需求功率进行PI控制，获得空气压缩机的第二转速；
基于所述第二转速控制所述空气压缩机工作，并获得所述燃料电池电堆的实际输出功率。
可选的，所述获得整车需求的第一估算功率，包括：
获得车载高压系统的合计需求功率；所述车载高压系统包括电机系统、车载空调系统、电源系统、动力电池系统中的至少一种；
根据所述合计需求功率和燃料电池系统的能量转换效率，获得所述整车需求的第一估算功率。
基于相同的发明构思，根据本发明实施例提供了一种燃料电池空气供给系统的控制系统，应用于燃料电池车辆的燃料电池控制器，所述控制系统包括：
整车需求功率计算模块，用于在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
整车需求功率自学习模块，用于将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
空气进气量控制模块，用于基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
可选的，所述整车需求功率自学习模块还用于：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，从所述第二估算功率和所述整车需求功率中确定出第二目标需求功率；
所述空气进气量控制模块用于：
基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
基于相同的发明构思，根据本发明实施例提供了一种燃料电池控制器，所述燃料电池控制器包括存储器、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计算机程序时实现前述技术方案中的任一项所述控制方法的步骤。
基于相同的发明构思，根据本发明实施例提供了一种燃料电池车辆，所述燃料电池车辆包括上述技术方案中的燃料电池控制器。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种燃料电池空气供给系统的控制方法，通过燃料电池控制器FCCU确定当前整车的第一目标需求功率，然后基于第一目标需求功率确定此时的燃料电池空气供给系统的第一空气需求进气量。上述方法在燃料电池系统启动后，由FCCU直接估算本车的当前需求功率并以此实现空气供给系统进气量的快速控制；相比传统的VCU→FCCU→空气供给系统的两层通讯进气控制方案，由于省去了等待整车控制器VCU下发整车需求功率的通讯时间，因此能够提高燃料电池车辆功率输出的响应速度或跟随效应。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
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，用相同的参考符号表示相同的部件。
在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的氢燃料电池系统的空气供给系统示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的燃料电池空气供给系统的控制方法流程示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的整车需求功率自学习的控制逻辑示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的燃料电池空气供给系统的控制系统示意图；
图5示出了根据本发明一个实施例的燃料电池控制器的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
为了解决目前氢燃料电池的进气控制在通讯层面上的两层滞后，本发明提供了一种燃料电池空气供给系统的控制方法，应用于燃料电池车辆的燃料电池控制器，其整体思路如下：
在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
上述方法在燃料电池系统完成启动后，通过燃料电池控制器FCCU确定当前整车的第一目标需求功率，然后基于第一目标需求功率确定此时的燃料电池空气供给系统的第一空气需求进气量。上述方法在燃料电池系统启动后，由FCCU直接估算本车的当前需求功率并以此实现空气供给系统进气量的快速控制；相比传统的VCU→FCCU→空气供给系统的两层通讯进气控制方案，由于省去了等待整车控制器VCU下发整车需求功率的通讯时间，因此能够提高本车功率输出的响应速度或跟随效应。
在接下来的内容中，结合具体实施方式对上述方案进行进一步的说明：
部分英文缩写的名词解释：
VCU：整车控制器；
FCS：燃料电池系统；
FCCU：燃料电池控制器；
BMS：电池管理系统。
在一个可选的实施例中，将本发明提供的方案应用于某氢燃料电池车型的燃料电池控制器FCCU。其中，燃料电池系统FCS的空气供给系统的原理图如图1所示，其空气控制的工作原理概述如下：
燃料电池系统需要供氧气时，供氧空气压缩机控制器4控制供养空气压缩机3开始工作；进气口处的空气通过空气净化装置1除去空气中的杂质，粉尘及水分后，通过空气流量计2累计采集空气的进气量，并将相关数据信息通过硬线传递给供氧空气压缩机控制器4；进入空气流量计2的空气通过供氧空气压缩机3流进压缩空气冷却装置5，压缩空气冷却装置5上安装有气压传感器6，气压传感器6能够检测压缩空气冷却装置5上的气压，气压传感器6将相关数据信息通过硬线传递给供氧空气压缩机控制器4，流经压缩空气冷却装置5的空气最终通过空气进气单向阀7流进空气增湿系统8；空气进气单向阀7的作用是限制空气的流向为由a到b，阻止空气回流。流到空气增湿系统8的空气在此处增湿后，再流进燃料电池9的氧气进气端，从而进入燃料电池电堆进行反应。
FCCU执行的控制方法如图2所示，包括步骤S1～S3：
S1：在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
具体的，在氢燃电系统启动完成后，由于此时VCU还没有计算并下发整车需求功率，因此由FCCU计算此时整车的需求功率，即第一估算功率。
第一估算功率可根据车上所有车载高压系统或高压设备的合计需求功率得到。具体的，车载高压系统包括电机系统、车载空调系统、电源系统、动力电池系统，以及其它工作中的高压系统或高压设备。
令合计需求功率为Ps，则：
Ps＝M1+K1+D1+C1+Q1 (1)
其中：
M1为电机需求功率，可根据油门开度、制动开度、电机转速、电机外特性得出；
K1为车载空调系统需求功率，可采集此时车载空调系统的运行电压和运行电流得出；
D1为电源系统需求功率，具体为DCL电源系统，可采集电源的运行电压和运行电流得出；
C1电池系统需求功率，可根据动力电池系统(包括锂电池、超级电容等)的荷电状态SOC确定，SOC可从电池管理系统BMS处获得；
Q1为其它高压系统或设备的需求功率，可采集对应的运行电压和运行电流得到。
总之，通过采集整车所有高压负载的功率信息，确定出所述第一估算功率。
接下来，根据所述合计需求功率Ps和燃料电池系统的能量转换效率k，获得所述整车需求的第一估算功率。一种可选的计算方式如下：
Pfcs＝Ps/k (2)
上式中，Pfcs为所述第一估算功率。
S2：将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
由于此时VCU没有下发整车需求功率，因此直接将FCCU得到的第一估算功率Pfcs作为此时的整车需求功率。故而，第一目标需求功率是在燃料电池系统启动完成后，整车控制器VCU下发整车需求功率之前的本车需求功率。
S3：基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
为了加快确定速度，可预先确定并存储预设对应关系，即需求功率P、电堆能量转换效率u和空气的理论进气量Q的映射关系，在得出第一目标需求功率后，查询预设对应关系可直接得到对应的第一空气需求进气量，然后基于此控制燃料电池空气供给系统，使其实际进气量为第一空气需求进气量。
上述方案在两方面加快了整车功率输出的响应速度：第一，在燃料电池系统启动完成后，在VCU还未下发功率请求前，由FCCU确定此时的整车需求功率，从而减少了从VCU到FCCU这一层的通讯控制滞后；第二，在得到第一目标需求功率后，通过查表的方式直接确定此刻的第一空气需求进气量，简化了进气量的计算工作量。
虽然通过FCCU快速确定整车需求功率的方式能够提高整车功率输出的响应速度，但也可能产生FCCU确定的整车估算功率精度不如VCU确定并下发的整车需求功率，导致功率输出精度下降的问题。
为了解决这个问题，在另一些可选的实施例中，在所述根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气之后，所述控制方法还包括：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；根据所述实际输出功率、所述整车需求功率和所述第二估算功率，确定第二目标需求功率；基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
具体的，在燃料电池启动后的初始时刻，由于VCU还未下发整车需求功率，因此直接将第一估算功率作为第一目标需求功率。而在后续过程中，VCU开始持续确定整车需求功率并将其下发至FCCU，此时FCCU进入整车需求功率自学习的控制逻辑。在整车需求功率自学习阶段，当前时刻燃料电池电堆的实际输出功率Pact响应的是上一时刻FCCU确定的第一目标需求功率或第二目标需求功率。
第二估算功率的确定方法与第一估算功率的确定方法相同，为当前时刻的本车所有车载高压系统或高压设备的合计需求功率，并结合燃料电池系统的能量转换效率k得到。
整车需求功率自学习的控制逻辑的思路为：将当前时刻燃料电池电堆的实际输出功率Pact与当前时刻VCU输出的整车需求功率P1进行对比和判断；若燃料电池电堆的实际输出功率Pact与VCU输出的整车需求功率P1差别不大，则说明此刻FCCU确定的第二估算功率P2与VCU确定的整车需求功率P1是一致的，可继续直接将第二估算功率P2作为第二目标需求功率；若燃料电池电堆的实际输出功率Pact与VCU输出的整车需求功率P1差别较大，则说明此刻FCCU确定的第二估算功率P2与VCU确定的整车需求功率P1是不一致的，此时需要基于Pact与P1的差别调整P2，将调整后的P2作为第二目标需求功率。
一种可选的第二目标需求功率的确定方案如下：
根据所述实际输出功率Pact和所述整车需求功率P1，确定比值，即：
e＝Pact/P1 (3)
若所述比值e处于设定范围内，则将所述第二估算功率P2作为所述第二目标需求功率；若所述比值e不处于所述设定范围内，则根据所述比值e和所述第二估算功率P2确定所述第二目标需求功率。
例如，可根据下式确定第二目标需求功率P目标：
P目标＝e×P2 (4)
其中，设定范围可以是0.98～1.02，即：若实际输出功率Pact的值在0.99×P1～1.02×P1之间时，直接将第二估算功率P2作为第二目标需求功率；若实际输出功率Pact<0.99×P1或者>1.02×P1，则根据e×P2确定第二目标需求功率。
另一种可选的方案如下：
根据所述实际输出功率Pact和所述整车需求功率P1，确定差值；若所述差值处于设定范围内，则将所述第二估算功率P2作为所述第二目标需求功率；若所述差值不处于所述设定范围内，则根据所述差值和所述第二估算功率确定所述第二目标需求功率。
在确定第二目标需求功率后，与第一空气需求进气量的确定方法同理，根据所述第二目标需求功率和预设对应关系，确定理论进气量并将所述理论进气量作为所述第二空气需求进气量；所述预设对应关系为需求功率P与空气理论进气量Q之间的映射关系，或者是需求功率P、电堆能量转换效率u和空气理论进气量Q的映射关系。
总之，上述方案考虑了VCU在确定并下发整车需求功率时，其时间滞后于FCCU计算的整车功率需求。因此在燃料电池系统刚启动时，第一次整车功率需求直接采用燃料电池系统FCS中的燃料电池控制器FCCU确定的第一目标需求功率进行空气供给系统的进气量控制；而在后续过程中，需要校验从VCU得到的整车需求功率P1与FCCU得到的第二估算功率P2是否一致，具体实现方式是比较P1与燃料电池系统的实际输出功率Pact是否一致，若两者一致则继续使用P2进行空气供给系统的进气量控制，如果不一致则在P2基础上结合P1与Pact之间的偏差量进行调整，将调整后的P2作为第二目标需求功率后再进行FCS空气供给系统的进气量控制，其控制流程图如图3所示。
通过上述方案，既能解决VCU下发整车需求功率存在的滞后问题，加快整车的功率输出响应，又能避免由FCCU确定的估算需求功率与VCU确定的整车需求功率偏差过大所导致的整车功率响应精度变差的问题。
进一步的，在根据空气需求进气量对燃料电池空气供给系统进行控制时，传统方案采用比例积分微分PID调节，如此导致空气供给控制参数值波动较大；而控制波动大则容易导致空气供给系统出现故障，也会导致燃电系统功率输出稳定性差。
为了解决这个问题，在一些可选的实施例中，对燃料电池空气供给系统的进气控制方案进行了调整，具体如下：
根据所述第二空气需求进气量，确定所述燃料电池空气供给系统中的空气压缩机的第一转速；基于所述第一转速控制所述空气压缩机工作，获得所述燃料电池电堆的当前输出功率；基于所述当前输出功率与所述第二目标需求功率进行PI控制，获得空气压缩机的第二转速；基于所述第二转速控制所述空气压缩机工作，并获得所述燃料电池电堆的实际输出功率。
具体的，在得到第二空气需求进气量FAir后，可根据下式确定空气压缩机的第一转速：
N1＝FAir/i (5)
上式中，N为第一转速，i为已知的空气压缩机的进气量常数。
在得到第一转速后，控制空气压缩机按照第一转速进行工作。在空气压缩机的实际转速稳定到第一转速后，采集燃料电池电堆的输出电压和输出电流，根据输出电压和输出电流可确定燃料电池电堆的当前输出功率Pa。
由于当前输出功率Pa不一定匹配第二目标需求功率P目标，因此基于P目标、Pa进行比例积分PI控制，使Pa匹配P目标并校正空气供给系统的实际进气量。具体过程是计算当前输出功率Pa与第二目标需求功率P目标之间的差值，该差值结合PI调节系数得到空气进气量校正量Ls，此时空气压缩机的第二转速根据下式确定：
N2＝(FAir+Ls)/i (6)
在确定出第二转速N2后，根据N2控制空气压缩机工作，然后再通过上述的PI控制不断调整空气压缩机的转速，直至燃料电池电堆的当前输出功率匹配第二目标需求功率。其中，PI调节系数通过标定和调试后获得。
在通过PI控制调整第二转速，即空气供给系统的实际进气量后，采集此时燃料电池电堆的实际输出电压和实际输出电流，获得在根据第二目标需求功率控制空气供给系统的实际进气量后，燃料电池电堆此刻的实际输出功率Pact。需要说明的是，考虑到实际输出功率Pact的输出滞后性，当前时刻确定的实际输出功率Pact实际用于下一时刻的整车需求功率自学习的判断，以确定下一时刻的第二目标需求功率。
需要说明的是，若某一时刻第二目标需求功率变为0，则控制空气压缩机停止工作。
总的来说，上述实施例提供的燃料电池空气供给系统的控制方法，具有如下的特点：
1)通过燃料电池控制器确定需求功率进行空气供给系统的供气控制，能够快速实现进气量控制功能，精准完成氢燃料系统空气量供应控制，具有控制快速、鲁棒性好的特点；
2)在整车控制器VCU开始确定并下发整车需求功率后，基于VCU计算的整车需求功率、燃料电池系统的实际输出功率和FCCU计算的第二目标需求功率进行自学习校验；若校验出FCCU输出的估算功率与VCU确定的整车需求功率不匹配或不一致，可以主动报警提醒开发人员系统架构在估算需求功率方面存在设计缺陷，此时自动切换到VCU下发的整车需求功率进行控制，从而确保燃料电池系统稳定可靠。
3)上述方法具有可靠性好，适用性广、兼容性好、控制逻辑性强、控制精确度高的特点，既适合新能源汽车领域，还可在简单变形后适用于其他燃料电池系统应用领域。
基于前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，如图4所示，提供了一种燃料电池空气供给系统的控制系统，包括：
整车需求功率计算模块10，用于在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
整车需求功率自学习模块20，用于将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
空气进气量控制模块30，用于基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
可选的，所述整车需求功率自学习模块20还用于：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，从所述第二估算功率和所述整车需求功率中确定出第二目标需求功率；
所述空气进气量控制模块30用于：
基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
可选的，所述整车需求功率自学习模块20用于：
根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，确定比值；若所述比值处于设定范围内，则将所述第二估算功率作为所述第二目标需求功率；若所述比值不处于所述设定范围内，则根据所述比值和所述第二估算功率确定所述第二目标需求功率。
所述空气进气量控制模块30用于：根据所述第二目标需求功率和预设对应关系，确定理论进气量并将所述理论进气量作为所述第二空气需求进气量；所述预设对应关系为需求功率与理论进气量之间的映射关系。
进一步的，所述空气进气量控制模块30用于：
根据所述第二空气需求进气量，确定所述燃料电池空气供给系统中的空气压缩机的第一转速；基于所述第一转速控制所述空气压缩机工作，获得所述燃料电池电堆的当前输出功率；基于所述当前输出功率与所述第二目标需求功率进行PI控制，获得空气压缩机的第二转速；基于所述第二转速控制所述空气压缩机工作，并获得所述燃料电池电堆的实际输出功率。
可选的，所述整车需求功率计算模块10用于：
获得车载高压系统的合计需求功率；所述车载高压系统包括电机系统、车载空调系统、电源系统、动力电池系统中的至少一种；
根据所述合计需求功率和燃料电池系统的能量转换效率，获得所述整车需求的第一估算功率。
总的来说：
整车需求功率计算模块10用于：同步采集整车所有负载功率信息进行燃料电池系统功率输出功率的计算，确定并输出整车功率需求的第一估算功率和第二估算功率P2。其中，整车需求功率计算模块10根据所有负载功率进行功率估算的算法，可与VCU确定整车需求功率的算法相同，也可以稍作调整。
整车需求功率自学习模块20用于：在燃料电池系统刚启动，第一次的整车功率需求直接采用整车需求功率计算模块10计算的第一估算功率作为第一目标需求功率进行空气进气量控制；在VCU开始计算并输出整车需求功率P1后，校验VCU输出的整车需求功率P1与整车需求功率计算模块10输出的第二估算功率P2是否一致，具体实现方式是比较P1以及按照P2进行空气进气量控制，得到的燃料电池电堆的实际输出功率Pact，计算P1与Pact之间的偏差比例e＝Pact/P1；若是一致则将直接将P2作为第二目标需求功率，输出至空气进气量控制模块30进行空气供给系统的进气量控制；如果不一致则在P2基础上进行偏差量的调节得到第二目标需求功率，然后再进行进气量控制，其原因是因为VCU输出的整车功率需求滞后于FCCU输出的整车功率需求。
空气进气量控制模块30用于：基于整车需求功率自学习模块20输出的第一目标需求功率或第二目标需求功率P目标，根据需求功率-进气量的映射关系得到理论需求进气量，从而对空气压缩机进行转速控制；在收集到燃料电池系统的当前输出功率Pa后，根据当前输出功率Pa和第二目标需求功率P目标的差值进行PI控制，使空气进气量控制的实际控制与需求控制完全一致，并同时得到燃料电池系统的实际输出功率Pact。
基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图5所示，提供了一种燃料电池控制器500，包括处理器520和存储器510，所述存储器510耦接到所述处理器520，所述存储器510存储计算机程序511，当所述计算机程序511由所述处理器520执行时使所述可编程逻辑控制器500执行前述实施例中所述控制方法的步骤。
基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种燃料电池车辆，所述燃料电池车辆包括前述实施例中的燃料电池控制器。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种燃料电池车及其空气供给系统的控制方法、装置、控制器，其中的控制方法通过燃料电池控制器FCCU确定当前整车的第一目标需求功率，然后基于第一目标需求功率确定此时的燃料电池空气供给系统的第一空气需求进气量。上述方法在燃料电池系统启动后，由FCCU直接估算本车的当前需求功率并以此实现空气供给系统进气量的快速控制；相比传统的VCU→FCCU→空气供给系统的两层通讯进气控制方案，由于省去了等待整车控制器VCU下发整车需求功率的通讯时间，因此能够提高燃料电池车辆功率输出的响应速度或跟随效应。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，应用于燃料电池车辆的燃料电池控制器，所述控制方法包括：
在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气之后，所述控制方法还包括：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；
根据所述实际输出功率、所述整车需求功率和所述第二估算功率，确定第二目标需求功率；
基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际输出功率、所述整车需求功率和所述第二估算功率，确定第二目标需求功率，包括：
根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，确定比值；
若所述比值处于设定范围内，则将所述第二估算功率作为所述第二目标需求功率；
若所述比值不处于所述设定范围内，则根据所述比值和所述第二估算功率确定所述第二目标需求功率。
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，包括：
根据所述第二目标需求功率和预设对应关系，确定理论进气量并将所述理论进气量作为所述第二空气需求进气量；所述预设对应关系为需求功率与理论进气量之间的映射关系。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气，包括：
根据所述第二空气需求进气量，确定所述燃料电池空气供给系统中的空气压缩机的第一转速；
基于所述第一转速控制所述空气压缩机工作，获得所述燃料电池电堆的当前输出功率；
基于所述当前输出功率与所述第二目标需求功率进行PI控制，获得空气压缩机的第二转速；
基于所述第二转速控制所述空气压缩机工作，并获得所述燃料电池电堆的实际输出功率。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述获得整车需求的第一估算功率，包括：
获得车载高压系统的合计需求功率；所述车载高压系统包括电机系统、车载空调系统、电源系统、动力电池系统中的至少一种；
根据所述合计需求功率和燃料电池系统的能量转换效率，获得所述整车需求的第一估算功率。
7.一种燃料电池空气供给系统的控制系统，其特征在于，应用于燃料电池车辆的燃料电池控制器，所述控制系统包括：
整车需求功率计算模块，用于在燃料电池系统启动后，获得整车需求的第一估算功率；
整车需求功率自学习模块，用于将所述第一估算功率作为第一目标需求功率；
空气进气量控制模块，用于基于所述第一目标需求功率确定第一空气需求进气量，并根据所述第一空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述整车需求功率自学习模块还用于：
获得当前时刻整车需求的第二估算功率、整车控制器输出的整车需求功率和燃料电池电堆的实际输出功率；根据所述实际输出功率和所述整车需求功率，从所述第二估算功率和所述整车需求功率中确定出第二目标需求功率；
所述空气进气量控制模块用于：
基于所述第二目标需求功率确定第二空气需求进气量，并根据所述第二空气需求进气量控制所述燃料电池空气供给系统进行供气。
9.一种燃料电池控制器，所述燃料电池控制器包括存储器、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计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述控制方法的步骤。
10.一种燃料电池车辆，其特征在于，所述燃料电池车辆包括如权利要求9所述的燃料电池控制器。
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