CN115763911B - 氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备，检测氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若差值大于预设阈值，对系统控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控使实际输出功率趋于目标输出功率；还包括：获取氢燃料电池输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息；氢燃料电池系统的电气回路根据偏离信息进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上。本发明引入实际输出功率的变化，将实际输出功率的变化与目标输出功率的差值作为调控因素进行控制补偿，能充分考虑氢燃料电池工作过程中的状态变化，有效提高系统的输出稳定性，降低变载过程中的电堆性能波动，提高电堆使用寿命。

Description

氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备。

背景技术

氢燃料电池系统包括至少冷却回路、阴极回路和电力回路三个子系统，三个子系统相互协调而又相互制约，输出过程中轮流改变设定值，并等待其达到设定值。

在系统输出到达设定值之后，由于氢燃料电池系统特性，其状态会发生变化，如电堆含水量变化，使系统性能及输出下降。对于这种情况，现有技术方案只能提高设定输出功率值，同时控制背压阀和空压机，使阴极回路的流量和压力达到指定值，提高系统的输出功率。由于流量和压力以及气体消耗量相互耦合影响，变载过程电堆性能波动大，影响电堆寿命，并且输出功率不稳定。

发明内容

本发明提供一种氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备，用以解决现有技术中氢燃料电池系统只能通过提高设定输出功率值调节系统输出功率，输出功率不稳定的问题，实现氢燃料电池系统的适应性反馈控制，提高系统功率输出稳定性。

第一方面，本发明提供一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，包括：

获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；

获取氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述基于所述差值对控制信号进行调节，包括：

基于反馈控制策略或前馈反馈控制策略利用所述差值对控制信号进行调节。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述获取氢燃料电池系统的目标输出功率，包括：

获取功率需求输入信号，根据所述功率需求输入信号计算氢燃料电池系统的目标输出功率；

其中，所述功率需求输入信号与目标输出功率间符合预设的单调函数。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述的控制信号为氢燃料电池阴极回路的空压机控制信号和/或压力控制信号。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述根据控制信号对氢燃料电池进行调控的步骤包括：

基于所述控制信号调节阴极回路，进而调节氢燃料电池的实际输出功率。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述根据控制信号对氢燃料电池进行控制的步骤还包括：

获取所述氢燃料电池输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息；

所述氢燃料电池系统的电气回路根据所述偏离信息进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上。

根据本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，所述一类变量为氢燃料电池系统的输出电流或输出电流密度，或由此计算得到的变量；

所述二类变量为氢燃料电池系统的输出电压、输出功率或内阻补偿输出电压，或由此计算得到的变量。

第二方面，本发明还提供一种氢燃料电池系统的反馈控制装置，包括：

目标获取单元，用于获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

控制单元，根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行控制；

反馈调节单元，获取氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行控制后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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任一种氢燃料电池系统的反馈控制方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种氢燃料电池系统的反馈控制方法。

本发明提供的氢燃料电池系统的反馈控制方法、装置及设备，利用氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，对系统控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控使实际输出功率趋于目标输出功率，在氢燃料电池系统的目标输出功率控制中，引入实际输出功率的变化，将实际输出功率的变化与目标输出功率的差值作为调控因素进行控制补偿，能够充分考虑氢燃料电池工作过程中的状态变化，有效提高氢燃料电池系统的输出稳定性，降低变载过程中的电堆性能波动，提高电堆使用寿命。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明提供的氢燃料电池系统的反馈控制方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的氢燃料电池系统的反馈控制方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的条件曲线和特性曲线的示意图；

图4是本发明提供的氢燃料电池系统的结构示意图；

图5是本发明提供的氢燃料电池系统的反馈控制装置结构示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合图1描述本发明的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，包括：

步骤一：获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

步骤二：根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；

步骤三：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

其中，预设阈值为系统中设定的功率差值阈值。在优选方式中，功率差值阈值可以为零，即通过步骤三调控后，实际输出功率与目标输出功率相等。

具体的，本发明的氢燃料电池系统包括冷却回路、阴极回路和电力回路三个子系统，在上述步骤二获取控制信号后，四个子系统协同控制，对氢燃料电池的输出进行调控。本领域技术人员有能力根据目标输出功率对四个子系统进行调节，使系统符合目标输出功率。

为便于理解，如图2所示，本发明包括以下步骤：

S201：获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

S202：根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；

S203：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值并判断若所述差值是否大于预设阈值，若是，进入步骤S204，否则结束控制；

S204：基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控，进入步骤S205；

S205：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值并判断所述差值是否大于的预设阈值，若是，返回步骤S204，否则结束控制。

具体的，为便于理解，对本方法进行举例解释:如当步骤S202进行调控后，氢燃料电池系统的实际输出功率会稳定在目标输出功率一段时间，但由于氢燃料电池系统特性，会发生如电堆含水量改变等影响系统实际输出功率的变化，导致系统实际输出功率与目标输出功率产生差值。当然，引发实际输出功率与目标输出功率的因素不仅仅为电堆含水量变化，此处仅为示意。

本发明在氢燃料电池系统的目标输出功率控制中，引入实际输出功率的变化，将实际输出功率的变化与目标输出功率的差值作为调控因素进行控制补偿，能够充分考虑氢燃料电池工作过程中的状态变化，有效提高氢燃料电池系统的输出稳定性，降低变载过程中的电堆性能波动，提高电堆使用寿命。

在一个优选实施例中，所述基于所述差值对控制信号进行调节，包括：

基于反馈控制策略或前馈反馈控制策略利用所述差值对控制信号进行调节。

具体的，以反馈控制为例，反馈控制是指将系统的输出信息返送到输入端，与输入信息进行比较，并利用二者的偏差进行控制的过程。反馈控制其实是用过去的情况来指导现在和将来。在本实施例中，实际输出功率即为上述输出信息，目标输出功率即为输入信息，本实施例可预设反馈控制策略，将实际输出功率与目标输出功率的差值匹配相应的控制信号变化值，将控制信号变化值叠加在当前控制信号中，完成控制信号的调节，系统即可根据调节后的控制信号进行调控，使得氢燃料电池系统的实际输出功率产生变化，趋近目标输出功率。如一次调整不能使实际输出功率与目标输出功率的差值小于预设阈值，则通过多次反馈调整，实现氢燃料电池系统的实际输出功率控制。

进一步地，以t时序的目标输出功率为S1(t)为例，根据S1(t)获取控制信号S2(t)，对系统进行调控；

在t+1时序时，获取系统的实际输出功率S3(t+1)，其与目标输出功率的差值为S2(t)-S3(t+1)，根据预设的反馈控制策略计算控制信号变化值ΔS2(t+1)＝f(S2(t)-S3(t+1))，对应t+1时序的调节后的控制信号S2(t+1)＝S2(t)+ΔS2(t+1)，根据S2(t+1)对系统进行调控，重复上述步骤直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

前馈-反馈控制策略采用是按扰动进行控制的前馈与按偏差进行控制的反馈相结合，以期兼收两者的优点，本领域技术人员很容易根据差值设定相应策略，不再赘述。

需要注意的是，每一时序的目标输出功率可以是变化值，也可以是系统预设的固定值。通常在一次系统工作调控过程中，目标输出功率为固定值。

本发明利用反馈控制策略或前馈-反馈控制策略对差值进行处理后对控制信号进行调节，利用按偏差进行控制，具有能抑制内、外扰动对实际输出功率产生影响的能力，控制精度高，有效提高氢燃料电池系统的输出稳定性，降低变载过程中的电堆性能波动。

在一个优选实施例中，所述获取氢燃料电池系统的目标输出功率，包括：

获取功率需求输入信号，根据所述功率需求输入信号计算氢燃料电池系统的目标输出功率；其中，所述功率需求输入信号与目标输出功率间符合预设的单调函数。

具体的，本发明利用预设的单调函数对功率需求输入信号进行处理由于功率需求输入信号与率需求输入信号间的关系为单调递增或递减，因而输出函数为单调函数，可根据氢燃料系统的具体参数对二者输出函数进行标定。本发明能够根据预设的单调函数直接通过功率需求输入信号获取目标输出功率，控制精度高，能够针对氢燃料电池特点进行预设或标定，适用性强。

在一个优选实施例中，所述的控制信号为氢燃料电池阴极回路的空压机控制信号和/或压力控制信号。

具体的，空压机控制信号可以是扭矩、转速、电流、功率、PWM占空比等变量；压力控制信号可以是背压阀或排气阀的控制参数。

与上述参数对应的，控制信号可用来单独调节空压机，进而调节空气流量；也可以单独调节背压阀或者排气阀进而调节空气压力；还可以联合调节上述两个信号，使阴极回路的状态发生变化，进而调整氢燃料电池系统的输出功率。

进一步地，以电堆含水量影响氢燃料电池系统实际输出功率、控制信号为空压机控制信号和压力控制信号为例：若由于电堆含水量不足导致实际输出功率低于目标输出功率，步骤S204中对控制信号进行调节时，会调节空压机控制信号使空气流量降低，并调节背压阀使空气压力提升，进而影响系统的实际输出功率，降低实际输出功率与目标输出功率的差值；若电堆含水量过高，则提升空气流量，降低空气压力，降低实际输出功率与目标输出功率的差值。

本发明中，能够对阴极回路的空压机控制信号、压力控制信号分别单独控制，或进行联合控制，降低实际输出功率与目标输出功率的差值，控制策略适应范围广。

在一个优选实施例中，所述根据控制信号对氢燃料电池进行调控的步骤包括：基于所述控制信号调节阴极回路，进而调节氢燃料电池的实际输出功率。

在本发明的氢燃料电池系统的具有三个子系统，如图4所示，冷却回路由于水泵惯性、介质惯性大，升载时间长；阴极回路子系统由于空压机惯性大和介质流量大等原因，其升载时间较长；本发明中能够节省等待阴极供气条件达到新的设定值并稳定所需要的时间，因此可以达到更高的变载响应速度，减少变载过程的气体消耗和供应的变化，延长电堆使用寿命。

在另一个优选实施例中，所述根据控制信号对氢燃料电池进行调控的步骤还包括：

获取所述氢燃料电池输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息；所述氢燃料电池系统的电气回路根据所述偏离信息进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上。

本实施例中，特性曲线为与一类变量、二类变量直接或间接相关的曲线，示例性地，特性曲线的横纵坐标分别为一类变量、二类变量，对一类变量、二类变量进行限定。

具体的，为了实现一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上，可以获取特性曲线上与一类变量、二类变量最近的点的偏离信息，包括偏离距离和偏离方向。可根据偏离对输出控制模块的控制变量进行调节，利用开环控制或闭环控制的调节手段，使一类变量与二类变量与特性曲线的距离趋近于0或等于0。

该实施例中，还可包括上一实施例中根据所述阴极回路的变化状态对氢燃料电池的阳极回路进行调节，使所述阴极回路与阳极回路的压差小于预设压差阈值。实现本发明对阳极回路和一类变量、二类变量的随动调节。

示例性地，如图3所示，为便于说明，在氢燃料电池状态参数不变的情况下，在一类变量的合理范围内，每个一类变量均可对应一个二类变量，该对应关系形成了一系列对应于固定条件的一类变量-二类变量固定条件曲线，以下简称条件曲线，氢燃料电池状态的变化会导致一类变量和二类变量在条件曲线上变化；在一类变量和控制变量不变的情况下，氢燃料电池的输出控制电路变化会导致二类变量的变化；在控制变量不变的情况下，氢燃料电池的状态参数变化会导致一类变量和二类变量的变化。为便于说明，下述实施例均以一类变量、二类变量符合条件曲线进行示例。但是本发明并不限于一类变量、二类变量符合条件曲线这一情况。当一类变量、二类变量不符合条件曲线时，本领域技术人员也能够根据氢燃料电池的信息对控制变量进行调节，使一类变量、二类变量符合预设的特性曲线。

具体地，本发明预设的一类变量-二类变量特性曲线以下简称特性曲线，不与任一条上述条件曲线重合，而与一系列条件曲线相交，且与每条相交的条件曲线只有有限个交点；在系统运行过程中，当一类变量和二类变量的实际值偏离了特性曲线，根据偏离方向与偏离大小，调整控制变量，使氢燃料电池输出的一类变量和二类变量回到特性曲线上。

电力子回路的电力回路子系统由于开关频率高、占空比调整快等原因，其响应时间最快，电力回路子系统自动根据在阴极和阳极供气条件变化过程中的电堆实际输出性能，以保持在预定特性曲线上的方式实现电力回路的实时自动调节，节省了等待阴极和阳极供气条件达到新的设定值并稳定所需要的时间，节省了电力回路变载速率受限所消耗的时间，因此可以达到更高的变载响应速度。同时由于电堆输出电压电流保持在预定特性曲线上，可以减少催化剂电位波动，减少变载过程的气体消耗和供应的变化，延长电堆使用寿命。

本发明根据所述一类变量、二类变量与特性曲线的偏离信息对控制变量进行控制，控制整个氢燃料电池系统始终保持预设的特性曲线对应的输出特性，通过输出控制电路实现毫秒级响应时间，提升了氢燃料电池的稳定性和使用寿命。

作为优选方案，为了实现对一类变量、二类变量的调节，可采用负反馈控制方法或正反馈控制方法对控制变量进行控制，控制目的在于使一类变量、二类变量趋于特性曲线上。

本实施例中，以氢燃料电池参数如下为例：一类变量为电堆输出电流，二类变量为电堆输出电压，通过改变直流变压器输出开关占空比调节一类变量和二类变量；通过直流变压器输出占空比的自动反馈控制，实现氢燃料电池输出电流和输出电压保持在预设的特性曲线上。

以采用负反馈控制方法为例，控制过程具体为：

实时监测氢燃料电池的电堆的输出电流和输出电压，并与预设的特性曲线对比，在氢燃料电池输出直流变压器FDC的输入侧对氢燃料电池的输出电流和输出电压进行调整，该调整过程包括：

若输出电流和输出电压位于电堆目标伏安特性曲线的下方，则燃料电池输出直流变压器通过调整内部直流变压电路的占空比的方式，减小输出电流，从而提高输出电压，接近特性曲线；

若输出电流和输出电压位于电堆目标伏安特性曲线的上方，燃料电池输出直流变压器通过调整内部直流变压电路的占空比的方式，增大输出电流，从而降低输出电压，接近特性曲线。

该实施方式中，在氢燃料电池输出直流变压器的输入侧，对氢燃料电池的输出电流和输出电压进行调整，在氢燃料电池工况参数保持或变化的情况下，均通过调整Buck-Boost电路电子器件开关占空比的方式，使得输入侧的电流和电压值始终位于电堆目标伏安特性曲线上，进而按照氢燃料电池的预定输出性能进行电能输出。

该实施方式保证了进入变压器输入侧的电流和电压值位于电堆预设伏安特性曲线上，使得整个燃料电池系统始终保持预设的输出特性，既通过变压器侧的占空比控制实现毫秒级响应时间，又提升了电堆运行的稳定性和使用寿命。

具体地，该实施方式将FDC控制的目标参数设置为电堆输出的电流电压在伏安特性曲线图上与目标伏安特性曲线的距离；若电堆实际输出电流电压在目标曲线之下，则通过FDC减小电堆输出电能，以使电堆实际输出电流减小，电压提高，从下方接近目标曲线；若电堆实际输出电流电压在目标曲线之上，则通过FDC增大电堆输出电能，以使电堆实际输出电流增大，电压降低，从上方接近目标曲线。

该实施方式将FDC作为电堆控制的一个重要部分，由于FDC中的电路响应速度远高于氢气回路和空气回路的组件，因此可以在氢气回路和空气回路组件动态变化的过程中，利用FDC的快速响应特性来实现电堆实际输出锁定在的特性曲线上，提升电堆运行稳定性和使用寿命。

当处于运行状态时，通过计算燃料电堆的输出电流和输出电压与电堆目标伏安特性曲线的差异值，调整燃料电池输出直流变压器的占空比；

差异值为同一电流下的电压差、同一电压下的电流差，或采用所述电压差、电流差计算得到的数值。

若采用电压差作为差异值，当处于运行状态时，燃料电池输出直流变压器的占空比调整过程具体为：

计算燃料电堆的输出电流和输出电压与电堆目标伏安特性曲线中对应点的差异值，该差异值为电压差；

若差异值等于零，即燃料电池的实际输出电流和电压在目标伏安特性曲线中，则保持占空比不变；

若差异值大于零，即燃料电池的实际输出电流和电压在目标伏安特性曲线上方，则调整占空比，增大燃料电堆的输出电流；

若差异值小于零，即燃料电池的实际输出电流和电压在目标伏安特性曲线下方，则调整占空比，减小燃料电堆的输出电流。

在另一个优选实施例中，一类变量为氢燃料电池系统的输出电流或氢燃料电池输出电流密度，或由此计算得到的变量；

二类变量为氢燃料电池系统的输出电压、输出功率或内阻补偿输出电压，或由此计算得到的变量。

本实施例通过对氢燃料电池四个子系统的响应速度进行合理分配，实现阳极回路的随动控制、电力回路的协同特性曲线控制，基于不同层级的响应速度优化燃料电池系统的功率调节过程，实现氢燃料电池系统的多因素功率控制，控制策略灵活，电堆性能波动小，适用于不同应用需求的氢燃料电池系统的控制。

下面对本发明提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制装置进行描述，下文描述的一种氢燃料电池系统的反馈控制装置与上文描述的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法可相互对应参照。

一种氢燃料电池系统的反馈控制装置，如图5所示，包括：

目标获取单元501，用于获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

控制单元502，根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行控制；

反馈调节单元503，获取氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行控制后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

图6为本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。参照图6，电子设备600包括：处理器610、存储器620以及通信接口630，这些组件通过通信总线640和/或其他形式的连接机构(未示出)互连并相互通讯,以执行一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，包括：步骤一：获取氢燃料电池系统的目标输出功率；步骤二：根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；步骤三：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

其中，存储器620包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)等。处理器610以及其他可能的组件可对存储器620进行访问，读和/或写其中的数据。

处理器610包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器610可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、微控制单元(Micro Controller Unit，简称MCU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)或者其他常规处理器；还可以是专用处理器，包括数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuits，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

通信接口630包括一个或多个(图中仅示出一个)，可以用于和其他设备进行直接或间接地通信，以便进行数据的交互。例如，通信接口630可以是以太网接口；可以是移动通信网络接口，例如3G、4G、5G网络的接口；还是可以是具有数据收发功能的其他类型的接口。

在存储器620中可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器610可以读取并运行这些计算机程序指令，以实现本申请实施例提供的氢燃料电池系统的反馈控制方法以及其他期望的功能。

可以理解，图6所示的结构仅为示意，电子设备600还可以包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。图6中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。例如，电子设备600可以是单台服务器(或其他具有运算处理能力的设备)、多台服务器的组合、大量服务器的集群等，并且，既可以是物理设备也可以是虚拟设备。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，包括：步骤一：获取氢燃料电池系统的目标输出功率；步骤二：根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；步骤三：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的氢燃料电池系统的反馈控制方法，包括：步骤一：获取氢燃料电池系统的目标输出功率；步骤二：根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；步骤三：获取电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

例如，计算机可读存储介质可以实现为图6中电子设备600中的存储器620。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，其特征在于，包括：

获取氢燃料电池系统的目标输出功率；

根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行调控；

获取氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行调控后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值；

所述获取氢燃料电池系统的目标输出功率的步骤包括：获取功率需求输入信号，根据所述功率需求输入信号计算氢燃料电池系统的目标输出功率，其中，所述功率需求输入信号与目标输出功率间符合预设的单调函数；

所述根据控制信号对氢燃料电池进行调控的步骤包括：

基于所述控制信号调节阴极回路，进而调节氢燃料电池的实际输出功率；

所述根据控制信号对氢燃料电池进行调控的步骤还包括：

获取所述氢燃料电池输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息，其中，所述一类变量为氢燃料电池系统的输出电流或输出电流密度，或由此计算得到的变量，所述二类变量为氢燃料电池系统的输出电压、输出功率或内阻补偿输出电压，或由此计算得到的变量，所述一类变量和对应的二类变量形成条件曲线，所述特性曲线与多条所述条件曲线相交；

所述氢燃料电池系统的电气回路根据所述特性曲线上与所述一类变量、所述二类变量最近的点的所述偏离信息，通过对输出直流变压器的内部直流变压电路的占空比进行调整的方式进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上，其中，所述偏离信息包括偏离距离和偏离方向。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，其特征在于，所述基于所述差值对控制信号进行调节，包括：

基于反馈控制策略或前馈反馈控制策略利用所述差值对控制信号进行调节。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法，其特征在于，所述的控制信号为氢燃料电池阴极回路的空压机控制信号和/或压力控制信号。

4.一种氢燃料电池系统的反馈控制装置，其特征在于，包括：

目标获取单元，用于获取氢燃料电池系统的目标输出功率，包括：获取功率需求输入信号，根据所述功率需求输入信号计算氢燃料电池系统的目标输出功率，其中，所述功率需求输入信号与目标输出功率间符合预设的单调函数；

控制单元，根据所述目标输出功率获取控制信号，并根据控制信号对氢燃料电池进行控制，包括：基于所述控制信号调节阴极回路，进而调节氢燃料电池的实际输出功率，还包括：获取所述氢燃料电池输出的一类变量及二类变量与预设的特性曲线的偏离信息，其中，所述一类变量为氢燃料电池系统的输出电流或输出电流密度，或由此计算得到的变量，所述二类变量为氢燃料电池系统的输出电压、输出功率或内阻补偿输出电压，或由此计算得到的变量，所述一类变量和对应的二类变量形成条件曲线，所述特性曲线与多条所述条件曲线相交；所述氢燃料电池系统的电气回路根据所述特性曲线上与所述一类变量、所述二类变量最近的点的所述偏离信息，通过对输出直流变压器的内部直流变压电路的占空比进行调整的方式进行调节，使一类变量、二类变量趋于预设的特性曲线上，其中，所述偏离信息包括偏离距离和偏离方向；

反馈调节单元，获取氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值，若所述差值大于预设阈值，则基于所述差值对控制信号进行调节，并根据调节后的控制信号对氢燃料电池进行控制后重复执行上述操作，直至氢燃料电池的实际输出功率与目标输出功率的差值小于等于预设阈值。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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1～3任一项所述的一种氢燃料电池系统的反馈控制方法。