CN115513499A - 一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及装置。燃料电池特征在于，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。一种应用于燃料电池的单体电压控制方法，当检测到燃料电池供电时，获取各单体电压数据；基于单体电压数据，确定待处理单体电池，并确定待工作电流调整电路；控制待工作电流调整电路的工作状态，以调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件，解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，以使燃料电池可以维持单体电压的一致性，提升燃料电池的整体性能。

Description

一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及 装置

技术领域

本发明涉及电池控制相关技术领域，尤其涉及一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。针对燃料电池电流控制的现有技术，主要是通过电压转换器进行电流加载，或按照预定电压进行电流加载；通过单体电压监控装置监测单体电压，结合单体电压一致性决定电流加载情况。

然而，面对电流加载过程中单体电压偏差大的情况，只能通过改变供气压力或温度等操作条件，改善单体电池的工作状态，但是此时即使调整供气压力或温度等操作条件，也无法调整单体电压偏差大的情形，基于此提出了本公开实施例所提供的技术方案。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及装置，以使维持燃料电池单体电压一致性，可通过对衰减明显的单体进行电流控制，提升了燃料电池的整体性能。

第一方面，本发明提供了一种燃料电池，燃料电池包括至少两个单体电池，该方法包括：

将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；

分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。

第二方面，本发明提供了一种应用于燃料电池的单体电压控制方法，燃料电池中包括至少两个待处理电池组以及与各待处理电池组相对应的电流调整电路，待处理电池组中包括至少一个单体电池，该方法包括：

当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；

基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；

控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。

第三方面，本发明提供了一种应用于燃料电池的单体电压控制装置，该装置包括：

电压数据确定模块，用于当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；

调整电路确定模块，用于基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；

电压数据调整模块，用于控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。

第四方面，本发明提供了一种燃料电池装置，该装置包括：

待处理电池组确定装置，用于将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；

单体电压调整装置，用于分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。

第五方面，本发明提供了一种应用于燃料电池的单体电压控制的电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的应用于燃料电池的单体电压控制方法。

第六方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的应用于燃料电池的单体电压控制方法。

第七方面，本发明提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例的应用于燃料电池的单体电压控制方法。

本发明公开了一种燃料电池、应用于燃料电池的单体电压控制方法以及装置。燃料电池特征在于将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。一种应用于燃料电池的单体电压控制方法，通过当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。本发明解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，可维持单体电压一致性，避免出现局部单体过低情况，并且当燃料电池衰减后，可通过对衰减明显的单体进行电流控制，提升了燃料电池的整体性能，进而提高燃料电池的使用寿命。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例一提供的一种燃料电池的示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种燃料电池的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种燃料电池所对应的电流调整电路的结构示意图；

图4为根据本发明实施例二提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制方法的流程图；

图5为根据本发明实施例三提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制方法的流程图；

图6为根据本发明实施例四提供的燃料电池的单体电压控制方法过程的流程图；

图7为根据本发明实施例四提供的具体的燃料电池的单体电压控制方法的流程图；

图8为根据本发明实施例五提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制装置的结构示意图；

图9为根据本发明实施例六提供的一种燃料电池装置的结构示意图；

图10为根据本发明实施例七提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一预设条件”、“第二预设条件”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

在介绍本技术方案之前，首先对燃料电池的结构进行说明，燃料电池有多个单体电池构成的，燃料电池在工作的过程中每一个单体电池都可以提供电流，进而满足整车电流的需求。在燃料电池中，每个单体电池都对应一个监测单体电池电压的装置，该装置可以采集并监测每个单体电池的电压值。本发明实施例可以将燃料电池中的多个单体电池分为一组，并为其配置电流调整电路，从而调整流过单体电池的电流值，以实现减小单体电压偏差大的效果。

图1为本发明实施例一提供的一种燃料电池的示意图，如图1所示，该燃料电池包括至少两个单体电池，该燃料电池还包括：

S110、将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池。

在本实施例中，燃料电池的结构示意图参见图2，如图2所示燃料电池中配置有燃料电池电堆，燃料电池电堆由多个单体电池组成，单体电池为构成燃料电池的最小单元。其中，图2中一个正极和一个负极为一个单体电池。多个单体电池可以任意划分形成待处理电池组。示例性的，可以是10个单体电池为一个待处理电池组，也可以是20个单体电池为一个待处理电池组。一个燃料电池电堆可以划分为任意数量待处理电池组。

可选的，将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组，包括：

依据至少两个单体电池在燃料电池中的位置信息，划分为至少两个待处理电池组。

其中，位置信息为单体电池在整体燃料电池电堆中的所处位置，将彼此临近的单体电池划分为一个待处理电池组。示例性的，如图2所示，在燃料电池的结构示意图中，按照单体电池的位置从左至右，划分为三个待处理电池组。划分的三个待处理电池组对应图2中的待处理电池组a、待处理电池组b、待处理电池组c。

S120、分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。

其中，电流调整电路可实现所关联待处理电池组的电流补偿，或者电流消耗，进而使得整体燃料电堆中不同位置的单体电池输出不同的电流。在本实施例所提供的燃料电池中，每一个单体电池都可以作为一个待处理电池组，可以为每一个单体电池配置电流调整电路。通常在燃料电池电堆中位于两端的单体电池损耗的相对较大的，而位于燃料电池电堆中位于中间位置的单体电池损耗的相对较小，因此燃料电池电堆中位于两端的单体电池可以配置数量相对较多的电流调整电路。例如，可以将临近燃料电池正极的每一个单体电池都作为一个待处理电池组，为临近燃料电池正极的五个单体电池分别配置电流调整电路；将临近燃料电池负极的每一个单体电池都作为一个待处理电池组，为临近燃料电池负极的五个单体电池分别配置电流调整电路。预设条件为预先设定的条件，示例性的，可以是单体电池的电压偏差值条件。

具体的，如图3所示，按照单体电池的位置从左至右，划分为三个待处理电池组，待处理电池组a对应电流调整电路a、待处理电池组b对应电流调整电路b、待处理电池组c对应电流调整电路c。电流调整电路的功能是改变流过电流调整电路所关联的待处理电池组的电流。电流调整电路具体的工作方式为：电流调整电路的初始状态是不工作的，如果这个电流调整电路检测到未满足预设条件，此时才开始处于工作的状态，由电流调整电路分担一部分电流，以使流到电流调整电路所关联的单体电池的电流值减小，进而基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压。

可选的，电流调整电路为下述至少一种电路：

由电流输出模块、短路功能模块以及放电模块构成；

由电流输出模块、防止反向电流的二极管、电阻以及电压采集模块构成。

在本实施例中，电流调整电路具有电流输出功能、直接短路功能、放电功能、电压监测功能等，因此电流调整电路可以由电流输出模块、短路功能模块以及放电模块构成；电流控制模块还可包括电流输出装置、防止反向电流的二极管、放电电阻、电压采样AD等。其中，电流输出模块可以根据预设工作电流为燃料电池输出电流；短路功能模块可用于过载保护，当燃料电池长时间超过其限定电流运行时，会导致电池过热，损坏电池，因此需要短路功能模块保护应对燃料电池的负载故障。由电流输出模块、短路功能模块以及放电模块构成的电流调整电路，各模块之间的连接关系可以为电流输出模块与短路功能模块连接，短路功能模块与放电模块连接。电流调整电路可以调整流过电流调整电路所关联的单体电池的电流值。由电流输出模块、防止反向电流的二极管、电阻以及电压采集模块构成电流调整电路，各模块之间的连接关系可以为电流输出模块与电压采集模块连接，防止反向电流的二极管、电阻与电流输出模块连接，电流调整电路可以采集电流调整电路所关联的单体电池的电压值，且可以调整流过电流调整电路所关联的单体电池的电流值。

本实施例的技术方案，提供了一种燃料电池，该燃料电池包括至少两个单体电池，将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压，以使对单体电池电压偏低的单体电池进行电流补偿控制，可实现不同单体电池的实际输出电流不同，保证了单体电压一致性，达到延长整体燃料寿命的效果。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制方法的流程图；本实施例可适用于当燃料电池长时间使用或在低温启动时或长时间未被使用首次启动时，单体电池电压将出现不一致情况，对单体电压偏低的单体电池进行电流补偿的情形。该方法可以由车辆中的燃料电池的单体电压控制装置来执行，该燃料电池的单体电压控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该装置一般可以集成在车辆中。如图4所示，该方法包括：

S210、当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据。

其中，启动信号可以由车辆的整车控制器提供，用于告之燃料电池需要执行对车辆的供电功能。单体电压数据是指一个单体电压正极到负极之间的电压值，可以由单体电池对应的监测装置采集得到。

示例性的，对于燃料电池而言，燃料电池中配置有燃料电池电堆，燃料电池电堆由多个单体电池组成。多个单体电池可以任意划分形成待处理电池组，一个待处理电池组可以配置一个电流调整电路，燃料电池的燃料电池电堆可以划分为多个电流调整电路对应的待处理电池组。燃料电池的每一个电流调整电路当检测到燃料电池接收到来自车辆的整车控制器发出的启动燃料电池的指令时，可以获取每个单体电池正极到负极之间的电压值。

S220、基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路。

其中，预设条件为预先设定的单体电池电压值。例如预设条件可以是单体电池的电压偏差值；或者可以先确定单体电池电压值的最小值，根据最小电压值是否小于预设值作为预设条件。其中，将未满足预设条件的单体电池作为待处理单体电池，相应的，待处理单体电池对应于一个电流调整电路，将其所对应的电流调整电路作为待工作电流调整电路，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的电压值。

具体的，获取每一个单体电池的电压值，基于上述的预设条件，将获取到的每一个单体电池的电压值与预设条件作对比，从中选出未满足预设条件的待处理单体电池。根据待处理单体电池所对应的待处理电池组，可以得知待处理单体电池所对应的待处理电池组，相应的也可以得知待处理单体电池所属的待工作电流调整电路，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的电压值。

S230、控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。

在本实施例中，工作状态是指待处理电流调整电路为所对应的待处理电池组提供补偿电流，且待工作电流调整电路所补偿的电流值的大小可以适应性的调整。停止调整条件为预先设定的关于单体电池的条件，例如停止调整条件可以包括：单体电压数据最小的单体电池编号是否发生变化、单体电池的偏差值是否变小。

具体的，待工作电流调整电路可以通过补偿电流调整待处理单体电池的单体电压数据，在调整的过程中，需要确定待工作电流调整电路提供的补偿电流是否可以使单体电压数据满足预设的条件，进而根据单体电压数据调整待工作电流调整电路的补偿电流数值，直至单体电压数据满足单体电压数据最小的单体电池编号发生变化或者单体电池的偏差值变小，电流调整电路结束补偿电流的功能。

本实施例的技术方案，当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件，解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，可维持单体电压一致性，避免出现局部单体电压过低情况，并且当燃料电池衰减后，可通过对衰减明显的单体电池进行电流控制，提升了燃料电池的整体性能，进而提高燃料电池的使用寿命。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制方法的流程图；本发明实施例在上述实施例的基础上对S220和S230进行进一步细化，本发明实施例可以与上述一个或者多个实施例中各个可选方案结合。如图5所示，该方法包括：

S310、当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据。

S320、根据各单体电压数据，确定最大电压值；

S330、基于最大电压值和各单体电压数据，确定与各单体电池相对应的电压偏差值；

S340、将电压偏差值大于预设偏差阈值的单体电池，作为待处理单体电池；和/或，将单体电压数据小于预设电压值的单体电池，作为待处理单体电池。

在本实施例中，燃料电池的每一个电流调整电路可以获取所关联的每个单体电池正极到负极之间的电压值，当获取到燃料电池电堆中所有单体电池的单体电压数据后，对所获取到的单体电压数据按其数值大小进行从小到达的排序，必然存在大最值，将这一单体电池的电压最大值作为最大电压值。各单体电压数据可以由所对应的电流调整电路获取得到。将最大电压值与各单体电压数据分别作差运算，可以得到每个单体电池所对应的电压偏差值。预设偏差阈值可以是一个预设的电压值，例如可以是0.3V。预设电压值也可以是一个预设的电压值，例如可以是0.2V。

在实际应用过程中，将燃料电池的单体电池所对应的电压偏差值与预设偏差阈值作对比，判断每个单体电池的电压偏差值是否大于预设偏差阈值，如果大于预设偏差值，则将所对应的单体电池作为待处理单体电池。同理，将燃料电池的单体电池所对应的电压偏差值与预设电压值作对比，判断每个单体电池的电压偏差值是否小于预设电压值，则将所对应的单体电池作为待处理单体电池。

示例性的，假设燃料电池中共有5个单体电池，5个单体电池的电压分别为0.8V、0.7V、0.5V、0.4V和0.6V，则最大电压值为0.8V，单体电压数据为0.7V、0.5V、0.4V和0.6V的各单体电池的电压偏差值为0.1V、0.3V、0.4V和0.2V。假设预设偏差阈值为0.3V，预设的电压值为0.2V。则电压偏差值大于预设偏差阈值为0.3V的单体电池为单体电压数据为0.4V所对应的单体电池，可以将其作为待处理单体电池；电压偏差值小于预设的电压值为0.2V的单体电池为单体电压数据为0.7V所对应的单体电池，可以将其作为待处理单体电池。

S350、根据待处理单体电池所对应的编号信息，确定相应的待工作电流调整电路。

在本实施例中，燃料电池电堆中的每一个单体电池可以设置唯一的编号信息。例如，在燃料电池电堆中从左至右可以依次为单体电池编号为1、2、3…。基于唯一的编号信息可以确定对应编号单体电池所属的待处理电池组，进而确定编号单体电池所对应的电流调整电路。

S360、基于待工作电流调整电路对相应的待处理单体电池进行电流调整，并在调整过程中获取各单体电池的单体电压数据；

在本实施例中，待工作电流调整电路可以通过补偿电流调整待处理单体电池的单体电压数据，在对各单体电池进行调整的过程中，每个单体电池所对应的单体电池电压监测设备可以持续监测每个单体电池的单体电压数据。

S370、若基于单体电压数据，确定待处理单体电池未变化时，调整待工作电流调整电路的电流值，直至待处理单体电池发生变化；

在本实施例中，因为待工作电流调整电路对待处理单体电池进行电流补偿的过程中，会逐渐改变待处理单体电池的电压值，进而改变待处理单体电池的电压偏差值，如果待处理单体电池的编号没有改变，即当前的待处理单体电池依然为电压偏差值最大的单体电池，则表明需要将待工作电流调整电路的补偿电流调大，直到待处理单体电池的编号发生改变。

S380、若变化后各待处理单体电池的电压偏差值减小，则逐渐调整电流值直至满足停止调整条件。

在本实施例中，如果经过待工作电流调整电路的作用后待处理单体电池编号发生改变，各待处理单体电池的电压偏差值减小，说明待工作电流调整电路已经实现了对待处理单体电池的调整功能，即待工作电流调整电路确定的待处理单体电池是正确的，且通过补偿电流可以实现单体电池的电压偏差值减小的目的，此时可以将待工作电流调整电路的补偿电流值调小，直到单体电池的电压数据满足停止调整条件时，待工作电流调整电路可以停止调整待工作电流调整电路所对应的待处理电池组的电流值。

需要说明的是，在实际应用过程中，调整待工作电流调整电路的补偿电流时，可以缓慢减小补偿电流，因为如果直接将补偿电流直接设置为0A话，可能会对燃料电池造成损害，所以需要将补偿电流逐步减小直到停止补偿电流的功能。

可选的，停止调整条件包括：电流值减小至预设电流值或电压偏差值不再减小。

在本实施例中，待工作电流调整电路为所关联的单体电池进行电流补偿的过程中，需要确定待工作电流调整电路所补偿的电流是否可以使单体电池的电压偏差值变小。如果单体电池的电压偏差值不再减小，说明待工作电流调整电路所补偿的电流起到了减小单体电池偏差值的作用，完成了电流补偿的功能，此时可以停止调整。或者根据为待工作电流调整电路预先设定的电流值停止待工作电流调整电路的调整功能，示例性的，预设电流值可以是0A，当待工作电流调整电路逐渐减小补偿电流时，当补偿电流值为0A则停止待工作电流调整电路的调整功能。

本实施例的技术方案，当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；根据各单体电压数据，确定最大电压值；基于最大电压值和各单体电压数据，确定与各单体电池相对应的电压偏差值；将电压偏差值大于预设偏差阈值的单体电池，作为待处理单体电池；和/或，将单体电压数据小于预设电压值的单体电池，作为待处理单体电池。根据待处理单体电池所对应的编号信息，确定相应的待工作电流调整电路。基于待工作电流调整电路对相应的待处理单体电池进行电流调整，并在调整过程中获取各单体电池的单体电压数据；若基于单体电压数据，确定待处理单体电池未变化时，调整待工作电流调整电路的电流值，直至待处理单体电池发生变化；若变化后各待处理单体电池的电压偏差值减小，则逐渐调整电流值直至满足停止调整条件。本发明实施例提出的技术方法解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，可维持单体电压一致性，避免出现局部单体电压过低情况，并且当燃料电池衰减后，可通过对衰减明显的单体进行电流控制，提升燃料电池的整体性能，进而提高燃料电池的使用寿命。

实施例四

在本发明实施例中，以一个具体的实施方式介绍燃料电池的单体电压控制方法的过程如图6所示。在本实施例中，以低温启动为例介绍电流调整电路如何对燃料电池进行电流补偿。当燃料电池低温启动时，整车控制器控制燃料电池进行电流加载，例如加载电流可以为I0，当燃料电池电堆出现局部低电压或反极情况；此时电流调整电路对燃料电池进行电流补偿，例如补偿电流可以为I1，则燃料电池电堆部分单体电池实际输出电流为I0-I1；此时电流调整电路根据单体电压偏差值调整补偿电流，直至补偿电流为0，结束电流调整电路的补偿电流功能。

本发明实施例提供具体的燃料电池的单体电压控制方法的流程，参见图7。低温启动开始后，整车控制器控制燃料电池按照目标电流进行加载，此时配置于单体电池上的单体电压监测设备开始监测单体电池的电压。可以由整车控制器判断单体电压偏差值大于预定值V1(例如0.3V)或者最低单体电压低于预定值V2(例如0.2V)。如未达到判断条件，则继续监测单体电压，随后判断电堆温度，直至电堆温度高于预设值T0(例如40℃)，启动完成。如果达到判断条件，则电流调整电路对电压值最低单体电池进行电流补偿，补偿初始电流为I1(例如5A)；如果电压值最低单体电池编号仍为补偿前的电压值最低单体电池编号，则调大补偿电流，直至电压值最低单体电池编号与补偿前电压值最低单体电池编号不同，即通过电流补偿使得电压值最低单体电池编号更换为其他单体；如电压值最低单体电池编号发生变化，则判断单体电压偏差值是否变小，如变小则调小补偿电流，直至补偿电流减小至0或单体电池电压偏差不再变小；如果单体电池电压偏差未变小则监测电堆温度，再次进行偏差判断及电流补偿操作，直至电堆温度高于预设值T0(例如40℃)，启动完成。

本实施例的技术方案，当燃料电池低温启动时，整车控制器控制燃料电池进行电流加载，如果燃料电池电堆出现局部低电压或反极情况，此时电流调整电路根据单体电池电压偏差值调整补偿电流，直至单体电池电压偏差值不变，结束电流调整电路的补偿电流功能。本实施例提出的技术方案解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，可维持单体电压一致性，避免出现局部单体电压过低情况，并且当燃料电池衰减后，可通过对衰减明显的单体电池进行电流控制，提升了燃料电池的整体性能，进而提高燃料电池的使用寿命。

实施例五

图8为根据本发明实施例五提供的一种应用于燃料电池的单体电压控制装置的结构示意图，该装置可以执行本发明实施例所提供的应用于燃料电池的单体电压控制方法。该装置包括：

电压数据确定模块410，用于当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；

调整电路确定模块420，用于基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；

电压数据调整模块430，用于控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。

在上述实施例的基础上，调整电路确定模块420包括：最大电压确定单元、电压偏差值确定单元、待处理电池确定单元以及调整电路确定单元。

最大电压确定单元，用于根据各单体电压数据，确定最大电压值；

电压偏差值确定单元，用于基于最大电压值和各单体电压数据，确定与各单体电池相对应的电压偏差值；

待处理电池确定单元，用于将电压偏差值大于预设偏差阈值的单体电池，作为待处理单体电池；和/或，将单体电压数据小于预设电压值的单体电池，作为待处理单体电池；

调整电路确定单元，用于根据待处理单体电池所对应的编号信息，确定相应的待工作电流调整电路。

在上述实施例的基础上，电压数据调整模块430包括：待处理电池调整单元以及电流值调整单元。

待处理电池调整单元，用于基于待工作电流调整电路对相应的待处理单体电池进行电流调整，并在调整过程中获取各单体电池的单体电压数据；

电流值调整单元，用于若基于单体电压数据，确定待处理单体电池未变化时，调整待工作电流调整电路的电流值，直至待处理单体电池发生变化；若变化后各待处理单体电池的电压偏差值减小，则逐渐调整电流值直至满足停止调整条件。

在上述实施例的基础上，停止调整条件包括：电流值减小至预设电流值或电压偏差值不再减小。

本发明公开了一种燃料电池及燃料电池的单体电压控制的装置，当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。本发明解决了燃料电池单体电压偏差大的问题，可维持单体电压一致性，避免出现局部单体过低情况，并且当燃料电池衰减后，可通过对衰减明显的单体进行电流控制，提升燃料电池的整体性能，进而提高燃料电池的使用寿命，提高了车辆的驾控体验和用户的安全。

实施例六

图9为根据本发明实施例六提供的一种燃料电池装置的结构示意图，该装置可以执行本发明实施例所提供的燃料电池。燃料电池包括：待处理电池组确定装置510和单体电压调整装置520。

待处理电池组确定装置510，用于将所述至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，所述待处理电池组中包括至少一个单体电池；

单体电压调整装置520，用于分别为各所述待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于所述单体电池所属的电流调整电路调整所述单体电池的单体电压。

在上述实施例的基础上，待处理电池组确定装置510包括电池组划分单元，具体用于：依据所述至少两个单体电池在所述燃料电池中的位置信息，划分为至少两个待处理电池组。

在上述实施例的基础上，单体电压调整装置520中的电流调整电路为下述至少一种电路：

由电流输出模块、短路功能模块以及放电模块构成；

由电流输出模块、防止反向电流的二极管、电阻以及电压采集模块构成。

本实施例的技术方案，提供了一种燃料电池装置，该燃料电池包括至少两个单体电池，将至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，待处理电池组中包括至少一个单体电池；分别为各待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于单体电池所属的电流调整电路调整单体电池的单体电压，以使对单体电池电压偏低的单体电池进行电流补偿控制，可实现不同单体电池的实际输出电流不同，保证了单体电压一致性，达到延长整体燃料寿命的效果。

实施例七

图10是本发明实施例中提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备10旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图10所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如路面识别方法。

在一些实施例中，路面识别方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的路面识别方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行路面识别方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池，燃料电池包括至少两个单体电池，其特征在于，包括：

将所述至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，所述待处理电池组中包括至少一个单体电池；

分别为各所述待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于所述单体电池所属的电流调整电路调整所述单体电池的单体电压。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述将所述至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组，包括：

依据所述至少两个单体电池在所述燃料电池中的位置信息，划分为至少两个待处理电池组。

3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述电流调整电路为下述至少一种电路：

由电流输出模块、短路功能模块以及放电模块构成；

由电流输出模块、防止反向电流的二极管、电阻以及电压采集模块构成。

4.一种应用于燃料电池的单体电压控制方法，其特征在于，燃料电池中包括至少两个待处理电池组以及与各待处理电池组相对应的电流调整电路，所述待处理电池组中包括至少一个单体电池，所述方法包括：

当检测到所述燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；

基于所述单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定所述待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；

控制所述待工作电流调整电路的工作状态，以基于所述待工作电流调整电路调整所述待处理单体电池的单体电压数据，直至所述单体电压数据满足停止调整条件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，包括：

根据各单体电压数据，确定最大电压值；

基于所述最大电压值和各单体电压数据，确定与各单体电池相对应的电压偏差值；

将电压偏差值大于预设偏差阈值的单体电池，作为所述待处理单体电池；和/或，

将单体电压数据小于预设电压值的单体电池，作为待处理单体电池。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路，包括：

根据所述待处理单体电池所对应的编号信息，确定相应的待工作电流调整电路。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述待工作电流调整电路的工作状态，以基于所述待工作电流调整电路调整所述待处理单体电池的单体电压数据，直至所述单体电压数据满足停止调整条件，包括：

基于所述待工作电流调整电路对相应的待处理单体电池进行电流调整，并在调整过程中获取各单体电池的单体电压数据；

若基于所述单体电压数据，确定待处理单体电池未变化时，调整所述待工作电流调整电路的电流值，直至所述待处理单体电池发生变化；

若变化后各待处理单体电池的电压偏差值减小，则逐渐调整所述电流值直至满足所述停止调整条件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述停止调整条件包括：电流值减小至预设电流值或电压偏差值不再减小。

9.一种应用于燃料电池的单体电压控制装置，其特征在于，装置包括：

电压数据确定模块，用于当检测到燃料电池基于启动信号进行供电时，获取各单体电池的单体电压数据；

调整电路确定模块，用于基于单体电压数据，确定未满足预设条件的待处理单体电池，并确定待处理单体电池所对应的待工作电流调整电路；

电压数据调整模块，用于控制待工作电流调整电路的工作状态，以基于待工作电流调整电路调整待处理单体电池的单体电压数据，直至单体电压数据满足停止调整条件。

10.根据权利要求9所述的装置，燃料电池包括：

待处理电池组确定装置，用于将所述至少两个单体电池划分为至少两组，得到至少两个待处理电池组；其中，所述待处理电池组中包括至少一个单体电池；

单体电压调整装置，用于分别为各所述待处理电池组配置电流调整电路，以在存在单体电池未满足预设条件的情况下，基于所述单体电池所属的电流调整电路调整所述单体电池的单体电压。

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