CN118156576A - 燃料电池系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池系统及其控制方法，该燃料电池系统包括上级电堆、下级电堆、部分氧化重整器和水蒸气氧化重整器。上级电堆和下级电堆串联设置。部分氧化重整器设置于该上级电堆的上游，被配置为对上级电堆燃气进行重整形成上级阳极反应气，该上级阳极反应气能够通入该上级电堆，至少部分上级阴极排气能够循环至部分氧化重整器。水蒸气氧化重整器设置于该下级电堆的上游和该上级电堆的下游，被配置为对下级电堆燃气和上级阳极排气进行重整形成下级阳极反应气，该下级阳极反应气能够通入该下级电堆。该燃料电池系统能够保证发电效率和结构的简化程度。

Description

燃料电池系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统及其控制方法。

背景技术

考虑到高温燃料电池系统中由于高温裂解可能引起的积碳问题，一般在燃料进入高温燃料电池的电堆之前，通过重整反应将甲烷等碳氢化合物转化为一氧化碳和氢气后，再进入电堆发生电化学反应。

在高温燃料电池领域，重整反应根据氧化剂的不同一般可分为水蒸汽重整反应和部分氧化重整反应。一般以水蒸汽重整反应为主，但水蒸汽重整反应中除了设置水蒸汽重整器，还需要设置蒸汽发生器和复杂的液态水供应系统，结构繁杂。部分氧化重整器只需要空气和热源即可，能够使高温燃料电池系统更加简洁。但是，仅使用部分氧化重整器会带来高温燃料电池系统发电效率的降低，不利于高温燃料电池系统的运行。

因此，亟需一种燃料电池系统及其控制方法，以解决以上问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，目的在于提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统能够保证发电效率和结构的简化程度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

燃料电池系统，包括：

串联设置的上级电堆和下级电堆；

部分氧化重整器，设置于所述上级电堆的上游，被配置为对上级电堆燃气进行重整形成上级阳极反应气，所述上级阳极反应气能够通入所述上级电堆的阳极入口，至少部分上级阴极排气能够循环至所述部分氧化重整器；

水蒸气氧化重整器，设置于所述下级电堆的上游和所述上级电堆的下游，被配置为对下级电堆燃气和上级阳极排气进行重整形成下级阳极反应气，所述下级阳极反应气能够通入所述下级电堆的阳极入口。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括燃烧器，所述燃烧器设置于所述下级电堆的下游，连通于所述上级电堆和所述下级电堆，所述上级阴极排气的另一部分能够通入所述燃烧器，与下级阳极排气和下级阴极排气共同形成高温废气，所述高温废气能够加热上级阴极反应气和下级阴极反应气。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括空气换热器，所述空气换热器连通于所述燃烧器，所述上级电堆的阴极入口和所述下级电堆的阴极入口分别连通于所述空气换热器，所述上级阴极反应气和所述下级阴极反应气能够于所述空气换热器中与所述高温废气换热升温。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括引射器，所述引射器设置于所述上级电堆和所述部分氧化重整器之间，能够通过外部空气将所述上级阴极排气的一部分引射至所述部分氧化重整器中。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括连通设置于所述水蒸气氧化重整器的上游的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器还连通于所述上级电堆的阳极出口，用于重整形成下级阳极反应气的液态水与所述上级阳极排气在所述蒸汽发生器中换热形成混合蒸气，并进入所述水蒸气氧化重整器。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括冷凝器，所述冷凝器连接于所述蒸汽发生器，在所述蒸汽发生器中换热后的所述上级阳极排气能够于所述冷凝器中冷凝形成液态水，所述液态水能够混合至用于重整形成下级阳极反应气的下级电堆燃气，并共同进入所述蒸汽发生器，与所述蒸汽发生器中的所述上级阳极排气换热形成混合蒸气。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括气水分离器，所述气水分离器连接于所述冷凝器，并连接于所述蒸汽发生器，被配置为分离所述冷凝器形成的液态水和所述上级阳极排气中的气体组分，所述上级阳极排气中的气体组分能够与所述下级电堆燃气混合，并汇流至所述蒸汽发生器。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统还包括系统控制器，所述系统控制器被配置为对所述上级电堆和所述下级电堆进行输出功率分配。

作为本发明提供的燃料电池系统的优选方案，所述燃料电池系统包括多个上级电堆和多个下级电堆，所述上级电堆和所述下级电堆数量相同且一一对应；多个所述上级电堆分别连接于所述部分氧化重整器；多个所述下级电堆分别连接于所述水蒸气氧化重整器。

根据本发明的另一个方面，目的在于提供一种燃料电池系统的控制方法，如上述方案任一项所述的燃料电池系统能够采用所述燃料电池系统的控制方法进行控制，所述燃料电池系统的控制方法具体包括：

步骤S100、根据负载需求，确定所述燃料电池系统的输出功率，并根据发电效率需求确定所述燃料电池系统的燃料利用率；

步骤S200、根据所述燃料电池系统的燃料利用率确定进入所述燃料电池系统的燃料量；

步骤S300、控制进入所述上级电堆的燃料量与进入所述下级电堆的燃料量相同；

步骤S400、分别确定所述上级电堆和所述下级电堆的输出功率分配；

步骤S500、根据电堆性能曲线分别确定所述上级电堆和所述下级电堆的预设输出电流；

步骤S600、控制所述上级电堆和所述下级电堆以各自的预设输出电流进行输出。

本发明的有益效果：

本发明提供的燃料电池系统包括上级电堆、下级电堆、部分氧化重整器以及水蒸气氧化重整器。上级电堆和下级电堆串联设置，部分氧化重整器设置于该上级电堆的上游，被配置为对上级电堆燃气进行重整形成上级阳极反应气，该上级阳极反应气能够通入该上级电堆。通过部分氧化重整器对即将进入上级电堆的燃气进行重整，减小上级电堆后续反应积碳问题。且部分氧化重整器结构简单，提升了燃料电池系统的结构简化程度。至少部分上级阴极排气能够循环至该部分氧化重整器，为部分氧化重整反应提供所需的氧气和能量，可以极大的简化燃料电池系统，并尽可能的利用燃料电池系统内部能量。水蒸气氧化重整器设置于该下级电堆的上游和该上级电堆的下游，被配置为对下级电堆燃气和上级阳极排气进行重整形成下级阳极反应气，该下级阳极反应气能够通入该下级电堆。通过上述设置，能够充分利用上级电堆反应得到的上级阳极排气中的水和热量，且利用水蒸气氧化重整器能够提升下级阳极反应气中的氢气含量，对部分氧化重整器的产氢能力进行补偿，保证发电效率。

本发明提供的燃料电池系统的控制方法能够合理控制本发明提供的燃料电池系统进行输出。

附图说明

图1是本发明实施例提供的燃料电池系统的部分示意图一；

图2是本发明实施例提供的燃料电池系统的部分示意图二；

图3是本发明实施例提供的燃料电池系统的控制方法的流程图。

图中：

100、上级电堆；

200、下级电堆；

300、部分氧化重整器；

400、水蒸气氧化重整器；

500、燃烧器；

600、空气换热器；

700、引射器；

810、蒸汽发生器；820、冷凝器；830、气水分离器；

910、系统控制器；920、DCDC转换器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

图1示出本发明实施例提供的燃料电池系统的部分示意图一，其中，细实线箭头表示含有可燃组分的气体的流动，虚线箭头表示含有助燃组分的气体的流动，点划线箭头表示液态水的流动。参照图1，本实施例提供了一种燃料电池系统。该燃料电池系统包括上级电堆100、下级电堆200、部分氧化重整器300和水蒸气氧化重整器400。

具体地，该上级电堆100和下级电堆200串联设置。部分氧化重整器300设置于该上级电堆100的上游，连通于上级电堆100的阳极，被配置为对上级电堆燃气进行重整形成上级阳极反应气，该上级阳极反应气能够通入该上级电堆100的阳极。在本实施例中，该上级电堆燃气为甲烷，其通过部分氧化重整器300的重整后，能够形成以一氧化碳和氢气为主要成分的上级阳极反应气。

再为具体地，水蒸气氧化重整器400设置于该下级电堆200的上游和上级电堆100的下游之间，连通于下级电堆200的阳极和上级电堆100的阳极，被配置为对下级电堆燃气和上级阳极排气进行重整形成下级阳极反应气，该下级阳极反应气能够通入该下级电堆200。在本实施例中，该下级电堆燃气同样为甲烷，其通过水蒸气氧化重整器400的重整后，能够形成以一氧化碳和氢气为主要成分的下级阳极反应气。通过上述设置，利用水蒸气氧化重整器400能够提升下级阳极反应气中的氢气含量，对部分氧化重整器300的产氢能力进行补偿，保证发电效率。

再为具体地，本实施例中的上级阳极排气的主要成分为水蒸气、二氧化碳和未参加反应的氢气以及很少一部分未参加反应的一氧化碳。上级阳极排气与下级电堆燃气汇流至该水蒸气氧化重整器400中，在催化剂和水蒸气的作用下进行重整反应，然后以下级阳极反应气的形式进入下级电堆200。也就是说，通过上述设置，能够在不设置外部水源的情况下，充分利用上级电堆100反应得到的上级阳极排气中的水和热量。

更为具体地，部分氧化重整器300还连通于上级电堆100的阴极，上级电堆100反应生成的上级阴极排气的一部分能够循环至该部分氧化重整器300中，与上级电堆燃气汇合，并在空气的作用下于部分氧化重整器300中重整，以上级阳极反应气的形式再次进入上级电堆100，以提升燃料的利用率。上述上级阴极排气的主要成分为高温空气，但是其氧气含量相较于正常空气有所降低。

更为具体地，该燃料电池系统还包括引射器700。该引射器700设置于该上级电堆100的阴极和该部分氧化重整器300之间的连通管路中，能够通过外部空气（如图1中粗虚线箭头所示）将该上级阴极排气的一部分引射至该部分氧化重整器300中。通过该引射器700，能够利用外部空气作为高压气流，对上级阴极排气进行引射，便于上级阴极排气与上级电堆燃气的混合，其工作过程无需消耗外界机械功。

继续参照图1，该燃料电池系统还包括连通设置于该水蒸气氧化重整器400的上游的蒸汽发生器810。该蒸汽发生器810还连通于该上级电堆100的阳极，其内部设置有两个独立的腔体，混合有下级电堆燃气的液态水与该上级阳极排气能够分别流通于两个独立的腔体，在该蒸汽发生器810中换热形成混合蒸气，并进入该水蒸气氧化重整器400中进行重整反应。

具体地，该燃料电池系统还包括冷凝器820。该冷凝器820连接于该蒸汽发生器810，前续的该上级阳极排气能够于该冷凝器820中冷凝形成液态水，该液态水能够混合该下级电堆燃气，并共同进入该蒸汽发生器810的一个独立腔体中，与后续的流通于另一个独立腔体中的上级阳极排气换热，以形成混合蒸气，该混合蒸气的主要成分为水蒸气和下级电堆燃气。

再为具体地，该燃料电池系统还包括气水分离器830。该气水分离器830连接于该冷凝器820，并连接于该蒸汽发生器810，该气水分离器830被配置为分离该冷凝器820形成的液态水和该上级阳极排气中的气体组分，即未参与反应的氢气和很少一部分未参与反应的一氧化碳。该上级阳极排气中的气体组分能够与该下级电堆燃气混合，并汇流至该蒸汽发生器810，也就是说，进入水蒸气氧化重整器400的混合蒸气的主要成分为水蒸气和下级电堆燃气，还包括上级阳极排气中未参与反应的氢气和很少一部分未参与反应的一氧化碳。通过上述设置，冷凝器820中进行水蒸气的冷却过程时，能够为进入下级电堆200的燃气和液态水提供热量，以满足需求。且排水后的上级阳极排出气可以提高燃料的分压，更利于高效率运行。外界燃气在与低温的上级阳极排出气混合的过程中可以有效避免高温引起的积碳问题。

继续参照图1，该燃料电池系统还包括燃烧器500，该燃烧器500设置于该下级电堆200的下游。上级电堆100的阴极、下级电堆200的阳极和下级电堆200的阴极均连通于燃烧器500的入口。未循环回部分氧化重整器300的一部分上级阴极排气，能够通入该燃烧器500，与下级阳极排气和下级阴极排气共同形成高温废气（其流动路线如图1中粗实线箭头所示），该高温废气能够加热上级阴极反应气和下级阴极反应气。在本实施例中，该上级阴极反应气和下级阴极反应气均为空气。

具体地，该燃料电池系统还包括空气换热器600。该空气换热器600连通于该燃烧器500，该上级电堆100的阴极和该下级电堆200的阴极分别连通于该空气换热器600。该上级阴极反应气和该下级阴极反应气能够于该空气换热器600中与该高温废气换热升温，然后分别通入上级电堆100的阴极和该下级电堆200的阴极。通过该燃烧器500和该空气换热器600，能够利用该燃料电池系统排放的尾气提升上级阴极反应气和该下级阴极反应气的温度，便于上级电堆100和下级电堆200中电化学反应的进行。

图2示出本发明实施例提供的燃料电池系统的部分示意图二，参照图2，该燃料电池系统还包括系统控制器910。该系统控制器910通讯连接于上级电堆100和下级电堆200，被配置为对该上级电堆100和该下级电堆200进行输出功率分配。在本实施例中，该系统控制器910具体可以选择现有技术中的燃料电池FCU，其控制原理本实施例在此不做赘述。在本实施例中，一般将下级电堆200设定为承担整个燃料电池系统的输出功率的65%-80%，上级电堆100设定为承担整个燃料电池系统的输出功率的20%-35%，通过上述设置，可以使得上级电堆100能够维持足够高的电压效率，有益于整个燃料电池系统的发电效率的提升。

具体地，该燃料电池系统还包括DCDC转换器920。上级电堆100和下级电堆200分别对应独立的DCDC转换器920，该DCDC转换器920能够根据不同的用电设备，如车辆的转向系统或辅助设备的电需求，合理控制上级电堆100和下级电堆200的电流输出。该DCDC转换器920为现有技术，其结构和原理本实施例在此不做赘述。

作为可选地，该燃料电池系统包括多个上级电堆100和多个下级电堆200，该上级电堆100和该下级电堆200数量相同且一一对应。多个该上级电堆100分别连接于该部分氧化重整器300。多个该下级电堆200分别连接于该水蒸气氧化重整器400。上述上级电堆100和下级电堆200的数量可以根据实际需求进行选择，其数量本实施例在此不做限制。

实施例二

图3示出本发明实施例提供的燃料电池系统的控制方法的流程图。参照图3，本实施例提供了一种燃料电池系统的控制方法。实施例一提供的燃料电池系统能够采用该燃料电池系统的控制方法进行控制。该燃料电池系统的控制方法具体包括：

步骤S100、根据负载的发电效率需求，确定该燃料电池系统的输出功率，并根据负载的发电效率需求确定该燃料电池系统的燃料利用率。需要说明的是，上述燃料电池系统的输出功率是净输出功率，在实际情况中确定负载的发电效率需求时，还应考虑到系统寄生功耗，如各类高低压传感器和执行器等。上述燃料利用率是根据负载的发电效率需求进行确定的，两者关系能够利用现有关系式进行换算，其换算方法为本领域常规计算方法，本实施例在此不做赘述。

步骤S200、根据该燃料电池系统的燃料利用率确定进入该燃料电池系统的燃料量。上述燃料利用率和燃料量之间的关系能够在得知燃料的热值的情况下通过现有的计算方法得到，其计算过程本实施例在此不做赘述。

步骤S300、控制进入该上级电堆100的燃料量与进入该下级电堆200的燃料量相同。需要说明的是，考虑到燃料电池系统的电堆内的流动均匀性，上级电堆100和下级电堆200的燃料量应该一致，而且在不考虑上级阳极排出气能够进入下级电堆200的情况下，进入燃料电池系统的燃料应该一分为二，均匀的进入上级电堆100和下级电堆200。

步骤S400、分别确定该上级电堆100和该下级电堆200的输出功率分配。

具体地，在步骤S400中，具体是根据部分氧化重整反应与水蒸汽重整反应中产氢量的差别，对上级电堆100和该下级电堆200的输出功率进行确定。一般将下级电堆200设定为承担整个燃料电池系统的输出功率的65%-80%，上级电堆100设定为承担整个燃料电池系统的输出功率的20%-35%。通过上述设置，可以使得上级电堆100能够维持足够高的电压效率，有益于整个燃料电池系统的发电效率的提升。原则上，下级电堆200需要承担主要的功率输出，其原因如下：一是因为下级电堆200前发生的是水蒸汽重整反应，相比于上级电堆100，氢气的浓度更高；二是由于上级电堆100的上级阳极排气会进入下级电堆200，大大提高了氢气的浓度。上述设置可以使得上级电堆100能够维持足够高的电压效率，有益于燃料电池系统整体发电效率的提升。

可选地，通过上述步骤S400，并通过上级电堆100的燃料利用率、上级电堆100的输出功率以及上级电堆100的燃料量三者之间的已知的关系式，还能够推算得出上级电堆100的燃料利用率。同理，通过下级电堆200的燃料利用率、下级电堆200的输出功率以及下级电堆200的燃料量三者之间的已知的关系式，还能够推算得出下级电堆200的燃料利用率。

步骤S500、根据电堆性能曲线（电压-电流曲线）分别确定该上级电堆100和该下级电堆200的预设输出电流。其中，电堆的电压通过其对应的输出功率进行查表获得。

步骤S600、利用对应的DCDC转换器920，控制该上级电堆100和该下级电堆200以各自的预设输出电流进行输出。通过上述设置，能够使得上级电堆100和该下级电堆200能以最优的状态运行，保证燃料电池系统的可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.燃料电池系统，其特征在于，包括：

串联设置的上级电堆（100）和下级电堆（200）；

部分氧化重整器（300），设置于所述上级电堆（100）的上游，被配置为对上级电堆燃气进行重整形成上级阳极反应气，所述上级阳极反应气能够通入所述上级电堆（100）的阳极入口，至少部分上级阴极排气能够循环至所述部分氧化重整器（300）；

水蒸气氧化重整器（400），设置于所述下级电堆（200）的上游和所述上级电堆（100）的下游，被配置为对下级电堆燃气和上级阳极排气进行重整形成下级阳极反应气，所述下级阳极反应气能够通入所述下级电堆（200）的阳极入口。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括燃烧器（500），所述燃烧器（500）设置于所述下级电堆（200）的下游，连通于所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200），下级阳极排气和下级阴极排气能够共同形成高温废气，所述高温废气能够加热上级阴极反应气和下级阴极反应气。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括空气换热器（600），所述空气换热器（600）连通于所述燃烧器（500），所述上级电堆（100）的阴极入口和所述下级电堆（200）的阴极入口分别连通于所述空气换热器（600），所述上级阴极反应气和所述下级阴极反应气能够于所述空气换热器（600）中与所述高温废气换热升温。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括引射器（700），所述引射器（700）设置于所述上级电堆（100）和所述部分氧化重整器（300）之间，能够通过外部空气将所述上级阴极排气的一部分引射至所述部分氧化重整器（300）中。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括连通设置于所述水蒸气氧化重整器（400）的上游的蒸汽发生器（810），所述蒸汽发生器（810）还连通于所述上级电堆（100）的阳极出口，用于重整形成所述下级阳极反应气的液态水与所述上级阳极排气在所述蒸汽发生器（810）中换热形成混合蒸气，并进入所述水蒸气氧化重整器（400）。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括冷凝器（820），所述冷凝器（820）连接于所述蒸汽发生器（810），在所述蒸汽发生器（810）中换热后的所述上级阳极排气能够于所述冷凝器（820）中冷凝形成液态水，所述液态水能够混合至用于重整形成所述下级阳极反应气的下级电堆燃气，并共同进入所述蒸汽发生器（810），与所述蒸汽发生器（810）中的所述上级阳极排气换热形成所述混合蒸气。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括气水分离器（830），所述气水分离器（830）连接于所述冷凝器（820），并连接于所述蒸汽发生器（810），被配置为分离所述冷凝器（820）形成的液态水和所述上级阳极排气中的气体组分，所述上级阳极排气中的气体组分能够与所述下级电堆燃气混合，并汇流至所述蒸汽发生器（810）。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括系统控制器（910），所述系统控制器（910）被配置为对所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）进行输出功率分配。

9.根据权利要求1-8任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括多个所述上级电堆（100）和多个所述下级电堆（200），所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）数量相同且一一对应；多个所述上级电堆（100）分别连接于所述部分氧化重整器（300）；多个所述下级电堆（200）分别连接于所述水蒸气氧化重整器（400）。

10.燃料电池系统的控制方法，其特征在于，如权利要求1-9任一项所述的燃料电池系统能够采用所述燃料电池系统的控制方法进行控制，所述燃料电池系统的控制方法具体包括：

S100、根据负载需求，确定所述燃料电池系统的输出功率，并根据发电效率需求确定所述燃料电池系统的燃料利用率；

S200、根据所述燃料电池系统的燃料利用率确定进入所述燃料电池系统的燃料量；

S300、控制进入所述上级电堆（100）的燃料量与进入所述下级电堆（200）的燃料量相同；

S400、分别确定所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）的输出功率分配；

S500、根据电堆性能曲线分别确定所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）的预设输出电流；

S600、控制所述上级电堆（100）和所述下级电堆（200）以各自的预设输出电流进行输出。