CN117352788A - 基于电流的电池参数动态控制方法、用电设备和电子设备 - Google Patents

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CN117352788A CN202311352529.5A CN202311352529A CN117352788A CN 117352788 A CN117352788 A CN 117352788A CN 202311352529 A CN202311352529 A CN 202311352529A CN 117352788 A CN117352788 A CN 117352788A
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Abstract

本申请提供基于电流的电池参数动态控制方法、用电设备和电子设备。该方法包括：确定燃料电池所输出电流的电流变化率；利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数，从而能够实现对燃料电池所输出的工作参数的控制。由于该方法利用电流变化率对特性曲线进行了修正，然后根据修正后的特性曲线来调整燃料电池所输出的工作参数，因此能够通过该修正的方式来降低工作参数剧烈变化的程度，进而能够提高燃料电池的使用寿命。

Description

基于电流的电池参数动态控制方法、用电设备和电子设备
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及基于电流的电池参数动态控制方法、用电设备和电子设备。
背景技术
燃料电池是一种将燃料所具有的化学能转换成电能的装置，燃料电池在运行过程中，能够向诸于车辆等用电设备输送电能，以满足用电设备的用电需求。然而，为了使用电设备能够平稳地运行，燃料电池在运行过程中所输出的工作参数通常需要控制在合理范围内，因此对燃料电池所输出工作参数进行控制至关重要。
在实际应用中，通常采用特性曲线控制策略对燃料电池所输出工作参数进行控制，目前的特性曲线控制策略中，需要先设定一条特性曲线，然后将燃料电池所输出工作参数控制至趋近于该特性曲线。然而，目前的这种特性曲线控制策略通常会难以避免地导致所输出的工作参数出现剧烈变化，进而影响燃料电池的使用寿命。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供基于电流的电池参数动态控制方法、用电设备和电子设备，用于解决现有技术中燃料电池所输出的工作参数剧烈变化，影响燃料电池使用寿命的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种基于电流的电池参数动态控制方法，包括：
确定燃料电池所输出电流的电流变化率；
利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；
根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数。
于一实施例中，利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线，具体包括：
根据所述电流变化率确定特性曲线修正值；
利用所述特性曲线修正值对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线。
于一实施例中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值；其中：J为所计算出的特性曲线修正值；dI/dt为所述电流变化率；F为映射关系。
于一实施例中，所述修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体包括J＝m×(dI/dt)，其中：m为修正系数；以及，
将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝m×(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值。
于一实施例中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
判断所述电流变化率是否属于预设范围；
在所述电流变化率不属于所述预设范围的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，
在所述电流变化率属于所述预设范围的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0。
于一实施例中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
判断所述电流变化率是否大于电流变化率上限值；
在所述电流变化率小于或等于所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，
在所述电流变化率大所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率上限值代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
于一实施例中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
确定与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔；
判断所述时间间隔是否小于预设时长；
在所述时间间隔小于预设时长的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0；或，
在所述时间间隔大于或等于所述预设时长的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
本申请实施例第二方面提供了一种基于电流的电池参数动态控制方法，包括：
实时监控燃料电池的进料量；
根据监控结果预先评估燃料电池所输出电流的电流变化率的变化趋势；
在电流变化率的变化趋势不稳定的情况下，确定燃料电池所输出电流的电流变化率；
利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；
根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数。
本申请实施例第三方面提供了一种用电设备，该用电设备中设置有燃料电池；以及，通过本申请实施例所提供的控制方法，对该燃料电池所输出工作参数进行控制。
本申请实施例第四方面提供了一种电子设备，包括：
存储器，用以存储计算机程序；
处理器，用以执行本申请方法实施例中任一项所述的方法。
采用本申请实施例所提供的控制方法，包括先确定燃料电池所输出电流的电流变化率，然后利用该电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线，然后根据修正后的特性曲线，调整燃料电池所输出的工作参数。由于该方法利用电流变化率对特性曲线进行了修正，然后根据修正后的特性曲线来调整燃料电池所输出的工作参数，因此能够通过该修正的方式来降低工作参数剧烈变化的程度，进而能够提高燃料电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的，电子设备的具体结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的，基于电流的电池参数动态控制方法的具体流程示意图；
图3为本申请一实施例提供的，基于电流的电池参数动态控制方法的场景示意图；
图4为本申请一实施例提供的，基于电流的电池参数动态控制装置的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请的描述中，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或先后顺序。
如前所述，为了使用电设备能够平稳地运行，对燃料电池所输出工作参数进行控制至关重要。
基于此，本申请实施例提供了基于电流的电池参数动态控制方法、控制装置、用电设备和电子设备，能够用于对燃料电池所输出工作参数进行控制。
如图1所示，本实施例提供了一种电子设备1，该电子设备1包括：至少一个处理器11和存储器12，图1中以一个处理器为例。处理器11和存储器12可以通过总线10连接，存储器12存储有可被处理器11执行的指令，指令被处理器11执行，以使电子设备1可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程。
于一实施例中，该电子设备1可以为远端服务器，比如，远端服务器可以获取燃料电池运行过程中所输出的工作参数实际值，并通过执行本申请实施例所提供的控制方法，对设置于用电设备上的燃料电池所输出的工作参数进行控制。该实施例中，比如远端服务器可以对接多个用电设备，从而分别对这些用电设备上的燃料电池所输出的工作参数进行控制，从而能够利用远端服务器优良的运算性能，实现快速控制。
于一实施例中，该电子设备1还可以是设置于用电设备上的控制器，比如，该用电设备可以是车辆，此时该电子设备1可以是设置于车辆上的控制器，通过该控制器能够对车辆上的燃料电池，所输出的工作参数进行控制。
如图2所示为本申请实施例所提供的，基于电流的电池参数动态控制方法的具体流程示意图，该方法包括：
步骤S21：确定燃料电池所输出电流的电流变化率。
用电设备在使用过程中，其输出功率或输出电流需求通常会出现变化，比如电流增大或减小等。比如，该用电设备可以为车辆，在车辆启动或加速行驶过程中，又或者在车辆开启车内空调，又或者在车辆需要升高负载的其他情况下，此时由于车辆的功率需求升高，往往会供应更多的燃料氢气与氧化剂空气，促使燃料电池所输出的电流增大；又比如，车辆在减速过程中，此时车辆的功率需求会降低，往往会供应更少的燃料氢气与氧化剂空气，促使燃料电池所输出的电流减小。
因此，在实际应用中，燃料电池控制系统可以获取用电设备任意时刻的当前电流，进而根据该电流变化历史计算出电流变化率。其中，该电流变化率越大，燃料电池工作状态变化越剧烈，需要更大的特性曲线调整量来抵消燃料氢气与氧化剂空气供应量变化对电流变化的影响；反之该电流变化率越小，燃料电池工作状态变化越温和，所需的特性曲线调整量越小。后续可以以dI/dt来表示该电流变化率，该dI/dt的单位可以为安培每秒(A/s)，也可以为毫安每秒(mA/s)或其他单位。
这里可以以车辆为例进行进一步的说明，其中，该车辆中设置有燃料电池作为供电设备。在车辆启动过程中，车辆的负载会增加，此时燃料电池控制系统可以通过车辆的中控系统，获取历史电流X1和当前电流X2，也就是说，能够根据历史电流X1和当前电流X2计算出燃料电池所输出电流的电流变化率dI/dt。
需要说明的是，燃料电池所输出电流通过是进行周期性地调控的。比如，每秒可以对燃料电池所输出的电流进行1000次的调控，因此调控周期可以为0.001秒，也就是每0.001秒，对该燃料电池所输出的电流进行一次调控；当然，该调控周期还可以为0.0008秒、0.0015秒、0.002秒等，从而周期性地对燃料电池所输出的电流进行调控。
此时，在该步骤S21中，确定燃料电池所输出电流的电流变化率，可以是针对每个调控周期，先计算本调控周期的历史电流与当前电流之差，然后将该差值除以调控周期(即0.001秒、0.0008秒等)，从而计算出本调控周期中，燃料电池所输出电流的电流变化率。
步骤S22：利用该电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线。
在通过上述的步骤S21，确定出燃料电池所输出电流的电流变化率之后，在该步骤S22中，可以利用该电流变化率对特性曲线进行修正，从而生成修正后的特性曲线。对于具体的修正方式，比如可以先根据该电流变化率确定特性曲线修正值，然后利用该特性曲线修正值对特性曲线进行修正，从而生成修正后的特性曲线。其中，该特性曲线修正值的大小通常与电流变化率正相关，比如该电流变化率越大的情况下，为了降低燃料电池所输出的工作参数的剧烈变化，此时需要相对较大的特性曲线修正值，来增大对特性曲线的修正幅度；反之，电流变化率越小的情况下，只需要相对较小的特性曲线修正值来对特性曲线进行修正。
其中，对于根据该电流变化率确定特性曲线修正值的方式，可以有多种，比如在第一种方式中，可以直接将该电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)中，从而计算出该特性曲线修正值，在该修正值计算公式J＝F(dI/dt)中，J为所计算出的特性曲线修正值；dI/dt为该电流变化率；F为映射关系。
在实际应用中，该修正值计算公式J＝F(dI/dt)可以有多种，比如，如公式一所示可以为其中的一种修正值计算公式，此时该修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体为J＝m×(dI/dt)，因此可以将该电流变化率代入至公式一所示的修正值计算公式J＝m×(dI/dt)，从而计算出特性曲线修正值。
J＝m×(dI/dt)公式一
在该公式一中：J为所计算出的特性曲线修正值；m为修正系数；dI/dt为该电流变化率。
因此，在通过上述的步骤S21确定出燃料电池所输出电流的电流变化率之后，可以将该电流变化率代入至该公式一，从而计算出特性曲线修正值，然后利用该特性曲线修正值对特性曲线进行修正，从而生成修正后的特性曲线。
需要说明的是，修正系数m的取值的大小，通常可以根据实际需要来设定，比如一种方式可以是将该m设置为固定值，比如通过实验测量来确定该修正系数m的取值；另一方方式，还可以将该m也设置为dI/dt的单调递增函数，这样使得dI/dt越大时，m的取值也相对越大，从而进一步增大特性曲线修正值，来增大对特性曲线的修正幅度。
比如，m可以通过来计算，此时能够根据dI/dt的值来计算出m的取值，进而代入上述的公式一，进一步计算出特性曲线修正值J。
虽然这里以修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体为J＝m×(dI/dt)为例进行的说明，但在实际应用中，对于修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体函数形式，还可以为其他的形式，比如，该J＝F(dI/dt)还可以为J＝a×(dI/dt)2，也可以为J＝b×F(dI/dt)，也可以为J＝F(c×dI/dt)，也可以为J＝F(dI/dt)2+d，也可以为其他的函数形式。
在通过上述方式得到特性曲线修正值之后，可以进一步将该特性曲线修正值代入至公式二，从而计算出修正后的特性曲线。
U＝U0+J公式二
在该公式二中，J为特性曲线修正值，该J可以通过上述的公式一来计算得到；U0为被修正的特性曲线；U为修正后的特性曲线。
在实际应用中，根据特性曲线控制策略，可以先设定一条特性曲线，该特性曲线的横坐标为燃料电池所输出的电流，纵坐标为燃料电池所输出的电压，在根据特性曲线的控制过程中，控制燃料电池所输出的电压随所输出电流进行变化，并且两者均需符合该特性曲线，比如两者均趋近于该特性曲线。
因此，该U0通常可以为U0＝Emod+kI，其中，k为斜率；I为燃料电池所输出的电流；Emod为特性曲线的截距，该截距通常为预设的值。
因此，可以结合上述的公式一、公式二以及公式U0＝Emod+kI，从而得到修正后的特性曲线的计算公式，即该公式三，此时在该步骤S22中，可以将电流变化率代入该公式三，从而生成修正后的特性曲线。
U＝Emod+kI+m×(dI/dt)公式三
需要进一步说明的是，为了降低电流的微小扰动对燃料电池的影响，提高燃料电池运行的稳定性，这里还可以提供第二种根据电流变化率确定特性曲线修正值的方式，在该第二种方式中，可以先判断该电流变化率是否属于预设范围，此时在该电流变化率不属于预设范围(即超出了预设范围)的情况下，说明该电流变化率并不属于为小扰动，可以将该电流变化率代入至修正值计算公式(比如上述的公式一)，从而计算出特性曲线修正值；或，在该电流变化率属于预设范围的情况下，说明该电流变化率属于微小扰动，可以将该特性曲线修正值确定为0。
其中，该预设范围比如可以以[Q1，Q2]来表示，对于Q1和Q2的具体大小可以根据实际情况来设定。此时，若电流变化率大于或等于Q1，并且小于或等于Q2，则说明该电流变化率属于预设范围；反之，若该电流变化率小于Q1，或大于Q2，则说明不属于预设范围。
当然，在通过该第二种方式确定出特性曲线修正值之后，也可以利用该特性曲线修正值对特性曲线进行修正，从而生成修正后的特性曲线，比如将该特性曲线修正值代入上述的公式二，从而计算出修正后的特性曲线。
需要说明的是，上述的第二种方式中，通过设置预设范围来过滤掉电流变化率的微小扰动，此时在电流变化率属于预设范围的情况下，将特性曲线修正值确定为0，只有在电流变化率不属于预设范围的情况下，才将该电流变化率代入至修正值计算公式，从而计算出特性曲线修正值。在实际应用中，当对燃料电池电流的调整幅度过大时，容易导致燃料电池工作状态的大幅变化，进而也可能会影响燃料电池运行的稳定性，还可以设置电流变化率上限值，此时还可以提供第三种根据电流变化率确定特性曲线修正值的方式，在该第三种方式中，可以先判断该电流变化率是否大于电流变化率上限值，此时在该电流变化率小于或等于该电流变化率上限值的情况下，可以将该电流变化率代入至修正值计算公式(比如上述的公式一)，从而计算出特性曲线修正值；或，在该电流变化率大于该电流变化率上限值的情况下，将该电流变化率上限值代入至修正值计算公式，从而计算出该特性曲线修正值。
当然，还可以将该方式二和方式三进行结合，此时可以先判断该电流变化率是否属于预设范围，此时，若该电流变化率属于该预设范围，说明该电流变化率属于微小扰动，则可以将该特性曲线修正值确定为0；反之，若该电流变化率不属于该预设范围，并且小于或等于电流变化率上限值，则可以将该电流变化率代入至修正值计算公式，从而计算出特性曲线修正值；当然，若该电流变化率大于电流变化率上限值，则可以将该电流变化率上限值代入至修正值计算公式，从而计算出该特性曲线修正值。
需要进一步说明的是，由于特性曲线控制策略是控制燃料电池所输出的电压和电流均需符合该特性曲线，频繁地对特性曲线进行修正，可能会导致电流和电压的频繁变化，进而也可能会影响燃料电池运行的稳定性。因此还可以提供第四种根据电流变化率确定特性曲线修正值的方式，在该第四种方式中，可以先确定与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔，比如确定出当前时刻与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔，然后判断该时间间隔是否小于预设时长，此时在该时间间隔小于预设时长的情况下，说明对特性曲线的修正过于频繁，可以将该特性曲线修正值确定为0，此时将该0代入上述的公式二中，实质上并没有对特性曲线进行修正；或，在所述时间间隔大于或等于该预设时长的情况下，说明对特性曲线的修正并没有过于频繁，则可以将该电流变化率代入至修正值计算公式，计算出特性曲线修正值。
在实际应用中，比如还可以将该方式二和方式四进行结合，从而根据电流变化率确定特性曲线修正值，比如可以先执行方式二，判断电流变化率是否属于预设范围，在该电流变化率属于预设范围的情况下，将该特性曲线修正值确定为0，此时并不需要执行方式四；反之，在该电流变化率不属于预设范围的情况下，可以进一步执行方式四，从而最终得到特性曲线修正值。
在方式二和方式四进行结合时，也可以先根据方式四，先确定与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔，然后判断该时间间隔是否小于预设时长，此时在该时间间隔小于预设时长的情况下，可以直接将该特性曲线修正值确定为0，此时并不需要执行方式二；反之，在该时间间隔大于或等于预设时长的情况下，可以进一步执行方式二，从而最终得到特性曲线修正值。
当然，还可以将上述的方式二、方式三和方式四进行结合，从而得到特性曲线修正值。并且对于三种方式的先后执行顺序，可以根据实际需要进行，这里对此并不限定。
步骤S23：根据修正后的特性曲线，调整燃料电池所输出的工作参数。
在通过上述的步骤S22，得到修正后的特性曲线之后，在该步骤S23中，可以进一步根据该修正后的特性曲线，来调整燃料电池所输出的工作参数，该工作参数可以包括电流、电压、功率等，比如，可以将该燃料电池所输出的工作参数，调整至符合(比如趋近于)该修正后的特性曲线上电流和电压的对应关系。
比如在实际应用中，可以设置两个子程序，分别为特性曲线修正子程序和工作参数控制子程序，通过该特性曲线控制子程序来执行上述的步骤S21和步骤S22，从而生成修正后的特性曲线；并且通过工作参数控制子程序来执行上述的步骤S23，从而将燃料电池所输出的工作参数，调整至趋近于修正后的特性曲线上的电流和电压；这样，能够通过这两个子程序的串联运行、并联运行等，来实现对燃料电池所输出的工作参数的控制。
采用本申请实施例所提供的控制方法，包括先确定燃料电池所输出电流的电流变化率，然后利用该电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线，然后根据修正后的特性曲线，调整燃料电池所输出的工作参数，从而能够实现对燃料电池所输出的工作参数的控制。
需要说明的是，在目前的特性曲线控制策略中，通常只是将燃料电池所输出的电流和电压，控制至趋近于特性曲线，该控制方式中，当面对电流、电压或功率等工作参数变化过快的场景时，容易导致燃料电池运行工况的剧烈变化，进而损伤燃料电池使用寿命；而本申请实施例所提供的方法中，通过电流变化率对特性曲线进行修正，进而根据修正后的特性曲线，来调整燃料电池所输出的工作参数，从而能够降低这种剧烈变化的程度，进而在面对工作参数变化过快的场景时，能够降低燃料电池运行工况变化的剧烈程度，提高燃料电池的使用寿命。
需要进一步说明的是，燃料电池的进料量，包括阴极回路的进料量、阳极回路的进料量、冷却回路的进料量等，能够作为提前指标，来预先反映出燃料电池所输出电流的电流变化率的变化趋势，比如阴极回路的进料量快速上升，能够反映出燃料电池所输出电流可能也会快速上升，进而预先反映出电流变化率也可能也会快速上升；同理，阳极回路的进料量和冷却回路的进料量，也能够预先反映出电流变化率的变化趋势。因此在上述步骤S21之前，本申请实施例所提供的方法还可以包括实时监控燃料电池的进料量，并根据监控结果来预先评估燃料电池所输出电流的电流变化率的变化趋势，比如，若监控结果反映出燃料电池的进料量快速上升或快速下降，则说明电流变化率的变化趋势不稳定，后续可能会出现电流快速升高或快速降低的情况；反之，若控结果反映出燃料电池的进料量较为稳定，即没有出现进料量快速上升或快速下降的情况，则说明电流变化率的变化趋势稳定，后续不会出现电流快速升高或快速降低的情况。并且，在评估出燃料电池所输出电流的电流变化率的变化趋势之后，若该电流变化率的变化趋势稳定时，可以不执行步骤S21～步骤S23，若该电流变化率的变化趋势不稳定时，说明燃料电池所输出电流的电流变化率可能出现剧烈变化，因此可以执行上述的步骤S21～步骤S23，并且由于预先通过进料量来评估出了电流变化率的变化趋势，因此还能够提高响应速度。
上述是对本申请实施例所提供的，基于电流的电池参数动态控制方法的具体说明，为了便于理解，这里可以结合具体的示例，对该方法进行进一步的说明。可以结合图3所示的场景示意图，在实际应用中，用电设备有动态加载过程(负载升高)和动态减载过程(负载降低)，在动态加载过程中，电流变化率的取值为正数，即电流增大；在动态减载过程中，电流变化率的取值为负数，即电流减小；这里可以先以动态加载过程为例，此时先通过上述的步骤S21确定出燃料电池所输出电流的电流变化率，然后可以根据电流变化率确定特性曲线修正值，比如可以将该电流变化率代入至上述的公式一来计算出特性曲线修正值，然后将该特性曲线修正值代入至上述的公式二，从而计算得到修正后的特性曲线，比如，结合图3所示，将特性曲线修正值加上图3所示的特性曲线，从而得到图3所示的，电流增大情况下的修正后的特性曲线；然后，根据修正后的特性曲线，调整燃料电池所输出的工作参数，比如该工作参数可以为电流和电压，此时由于修正后的特性曲线，在被修正的特性曲线的上方区间，因此该加载过程实质上是先沿着图3中虚线1的路径来实现，该过程中电流变化的剧烈程度显然会小于直接沿着被修正的特性曲线进行调整的变化程度，因此降低了工作参数剧烈变化的程度，进而能够提高燃料电池的使用寿命。
同理，在动态减载过程中，此时先通过上述的步骤S21确定出燃料电池所输出电流的电流变化率，然后可以根据电流变化率确定特性曲线修正值，比如可以将该电流变化率代入至上述的公式一来计算出特性曲线修正值，然后将该特性曲线修正值代入至上述的公式二，从而计算得到修正后的特性曲线，比如，结合图3所示，将特性曲线修正值加上图3所示的特性曲线，从而得到图3所示的，电流减小情况下的修正后的特性曲线；然后，根据修正后的特性曲线，调整燃料电池所输出的工作参数，比如该工作参数可以为电流和电压，此时由于修正后的特性曲线，在被修正的特性曲线的下方区间，因此该加载过程实质上是先沿着图3中虚线2的路径来实现，该过程中电流变化的剧烈程度显然也会小于直接沿着被修正的特性曲线进行调整的变化程度，因此也降低了工作参数剧烈变化的程度，进而能够提高燃料电池的使用寿命。
基于与本申请实施例所提供的，基于电流的电池参数动态控制方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于电流的电池参数动态控制方法装置，对于该控制装置实施例，如有不清楚之处，可以参考方法实施例的相应内容。其中，该装置可以用于对燃料电池所输出工作参数进行持续调控，所述持续调控的过程中包括多个调控周期，分别将各个调控周期作为本调控周期。如图4所示为该控制装置30的具体结构示意图，该控制装置30包括：电流变化率确定单元301、修正单元302和调整单元303，其中：
电流变化率确定单元301，用于确定燃料电池所输出电流的电流变化率；
修正单元302，用于利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；
调整单元303，用于根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数。
采用本申请实施例所提供的控制装置30，由于该控制装置30采用与本申请实施例所提供的控制方法相同的发明构思，在该控制方法能够解决技术问题的前提下，该控制装置30也能够解决技术问题，这里对此不再赘述。
另外，在实际应用中，通过将该控制装置30具体硬件设备、云技术等相结合所取得的技术效果，也在本申请的保护范围之内。
在实际应用中，修正单元302可以具体包括修正子单元，用于根据所述电流变化率确定特性曲线修正值；利用所述特性曲线修正值对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线。
其中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值；其中：J为所计算出的特性曲线修正值；dI/dt为所述电流变化率；F为映射关系。
其中，所述修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体包括J＝m×(dI/dt)，其中：m为修正系数；以及，将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝m×(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值。
其中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，可以具体包括：
判断所述电流变化率是否属于预设范围；
在所述电流变化率不属于预设范围的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，在所述电流变化率属于所述预设范围的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0。
其中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，可以具体包括：
判断所述电流变化率是否大于电流变化率上限值；
在所述电流变化率小于或等于所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，在所述电流变化率大所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率上限值代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
其中，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，可以具体包括：
确定与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔；
判断所述时间间隔是否小于预设时长；
在所述时间间隔小于预设时长的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0；或，在所述时间间隔大于或等于所述预设时长的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
调整单元303可以具体包括调整子单元，用于将所述燃料电池所输出的工作参数，调整至符合所述修正后的特性曲线中电流与电压的对应关系。
本发明实施例还提供了一种存储介质，包括：程序，当其在车辆上的电子设备上运行时，使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本申请实施例还提供一种用电设备，该用电设备中设置有燃料电池；以及，通过本申请实施例所提供的控制方法，对该燃料电池所输出工作参数进行控制。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电流的电池参数动态控制方法，其特征在于，包括：
确定燃料电池所输出电流的电流变化率；
利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；
根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线，具体包括：
根据所述电流变化率确定特性曲线修正值；
利用所述特性曲线修正值对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值；
其中：J为所计算出的特性曲线修正值；dI/dt为所述电流变化率；F为映射关系。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述修正值计算公式J＝F(dI/dt)具体包括J＝m×(dI/dt)，其中：m为修正系数；以及，
将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝F(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值，具体包括：将所述电流变化率代入至修正值计算公式J＝m×(dI/dt)，计算出所述特性曲线修正值。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
判断所述电流变化率是否属于预设范围；
在所述电流变化率不属于所述预设范围的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，
在所述电流变化率属于所述预设范围的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
判断所述电流变化率是否大于电流变化率上限值；
在所述电流变化率小于或等于所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值；或，
在所述电流变化率大所述电流变化率上限值的情况下，将所述电流变化率上限值代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据所述电流变化率确定特性曲线修正值，具体包括：
确定与前一次对特性曲线进行修正的时间间隔；
判断所述时间间隔是否小于预设时长；
在所述时间间隔小于预设时长的情况下，将所述特性曲线修正值确定为0；或，
在所述时间间隔大于或等于所述预设时长的情况下，将所述电流变化率代入至修正值计算公式，计算出所述特性曲线修正值。
8.一种基于电流的电池参数动态控制方法，其特征在于，包括：
实时监控燃料电池的进料量；
根据监控结果预先评估燃料电池所输出电流的电流变化率的变化趋势；
在电流变化率的变化趋势不稳定的情况下，确定燃料电池所输出电流的电流变化率；
利用所述电流变化率对特性曲线进行修正，以生成修正后的特性曲线；
根据所述修正后的特性曲线，调整所述燃料电池所输出的工作参数。
9.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备中设置有燃料电池；以及，通过如权利要求1～8任意一个项权利要求所述的控制方法，对所述燃料电池所输出工作参数进行控制。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用以存储计算机程序；
处理器，用以执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102195052A (zh) * 2010-03-15 2011-09-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 基于燃料电池堆性能将外部功率请求转换为燃料电池系统电流设定点的适应性方法
CN105966255A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 清华大学 一种车用燃料电池系统的输出功率控制方法
CN115447446A (zh) * 2022-09-27 2022-12-09 中通客车股份有限公司 一种修正燃料电池系统响应电流的控制方法及系统
CN115832371A (zh) * 2022-12-29 2023-03-21 上海氢晨新能源科技有限公司 氢燃料电池的特性曲线补偿控制方法、系统、设备及介质
CN115939467A (zh) * 2023-01-17 2023-04-07 上海氢晨新能源科技有限公司 燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102195052A (zh) * 2010-03-15 2011-09-21 通用汽车环球科技运作有限责任公司 基于燃料电池堆性能将外部功率请求转换为燃料电池系统电流设定点的适应性方法
CN105966255A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 清华大学 一种车用燃料电池系统的输出功率控制方法
CN115447446A (zh) * 2022-09-27 2022-12-09 中通客车股份有限公司 一种修正燃料电池系统响应电流的控制方法及系统
CN115832371A (zh) * 2022-12-29 2023-03-21 上海氢晨新能源科技有限公司 氢燃料电池的特性曲线补偿控制方法、系统、设备及介质
CN115939467A (zh) * 2023-01-17 2023-04-07 上海氢晨新能源科技有限公司 燃料电池系统中的燃料电池电堆含水量的控制方法

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