JP2019526150A - 燃料電池の制御方法、装置とシステム及び鉄道車両 - Google Patents

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Abstract

燃料電池の制御方法、装置とシステム及び鉄道車両に関する。該方法は、少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出することと（Ｓ１０２）、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフすることと（Ｓ１０４）、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。本方法によると、従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池制御分野に関し、特に、燃料電池の制御方法、装置とシステム及び鉄道車両に関する。
燃料電池は水素と酸素の化学エネルギーを電極反応によって直接に電気エネルギーに変換する装置であって、燃料電池が反応中に燃焼しなく、エネルギー変換効率がカルノーサイクルの制限を受けないので、高い発電効率を実現することができる。よって、燃料電池は汚染がなく、熱変換率の高い新しいエネルギーとして、トラムと地下鉄の給電システムに汎用されて、車両のエアコン、照明灯、デレビ等の施設に給電する。
従来の地下鉄列車のエアコン用電気において、少なくとも２台の燃料電池で給電した可能性がある。上記燃料電池給電モードについて、従来技術において用いた方案は２台の燃料電池が同時に動作してエアコンへ給電する。今のエアコンがほとんどインバータエアコンであるので、温度が予定の環境温度に達した後、エアコンは低電力動作状態に移行する。エアコンの動作電力が低下した後、エアコンが必要とする給電量が低下し、２台の燃料電池で同時に動作すると、２台の燃料電池の出力電力がすべて低下するが、燃料電池が低出力電力である場合、燃料電池の発電効率、即ち水素から電気エネルギーへの変換効率が低く、水素エネルギー資源を浪費してしまう。図１は水素変換率と燃料電池の出力電力との関係を示す図で、図１の横座標は燃料電池の出力電力Pで、単位はワットであって、Wで表す。図１の縦座標は水素変換率ｎで、水素変換率は比例値で、パーセントで表す。図１に示すように、一定の範囲内において、水素変換率は出力電力の増加に応じて増加し、電気器具（例えば、エアコン）が必要とする給電量が減少する場合、燃料電池の出力電力も低下し、燃料電池の出力電力がｐ１からｐ２へ低下すると、水素変換率もｎ１からｎ２まで低下する。
上述した従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できないことについて、未だに有効な解決案を提示していない。
本発明の実施例において、少なくとも従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる燃料電池の制御方法、装置とシステム及び鉄道車両を提供する。
本発明の実施例の一態様によると、少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出することと、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフすることと、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である燃料電池の制御方法を提供する。
本発明の実施例の他の一態様によると、少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出する検出手段と、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフするオフ手段と、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である燃料電池の制御装置を提供する。
本発明の実施例の他の一態様によると、鉄道車両の電源を入れた後、鉄道車両の補助システムに給電する燃料電池と、目標対象の動作電力を検出し、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフするコントローラと、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値であって、目標対象は少なくとも２台の燃料電池によって給電される燃料電池の制御システムを提供する。
本発明の実施例の他の一態様によると、上述した燃料電池の制御システムを含む鉄道車両を提供する。
本発明の実施例において、電器器具の動作電力によって燃料電池の給電を制御する方式を用いて、少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出し、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフし、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値であって、これにより、給電状態の各燃料電池の出力電力がいずれも高出力である目的を実現して、燃料電池の水素変換率を向上させ、燃料電池のエネルギ消費を低減する技術効果を実現し、従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる。
ここで説明する図面は本発明を一層理解させるためのもので、本願の一部を構成し、本発明に示す実施例及びその説明は本発明を解釈するもので、本発明を限定するものではない。
従来技術における水素変換率と燃料電池の出力電力との関係を示す図である。 本発明の実施例に係る燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る燃料電池の電池モジュールを示す図である。 本発明の実施例に係る可能な燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る可能な燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る可能な燃料電池の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る燃料電池の制御装置を示す図である。 本発明の実施例に係る燃料電池の制御システムを示す図である。
当業者が本発明の技術案を一層簡単に理解するように、以下、本発明の実施例中の図面を結合して、本発明の実施例の技術案を明確且つ完全に説明するが、ここで説明する実施例が本発明の実施例の全部ではなく一部であることは言うまでもない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造性のある行為を必要とせずに得られる他の実施例はすべて本発明の保護範囲に含まれる。
尚、本発明の明細書及び特許請求の範囲と図面に用いられた「第１」、「第２」等の用語は類似する対象を区別するためのもので、特定の順又は前後順を限定するものではない。ここで説明する本発明の実施例を図面に示す又は説明した順との異なる順でも実現できるように、このように使用される数値は適切な状況において交換可能である。そして、「含む」、「有する」及びそれらの変形用語は、非排他的に含むことをカバーするもので、例えば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器が明確に例示されたステップ又はユニットに限定されず、明確に例示されていない又はこれらのプロセス、方法、製品又は機器固有の他のステップ又はユニットも含むことを表す。
実施例１
本発明の実施例によると、燃料電池の制御方法実施例を提供し、なお、フローチャートに示すステップを例えば１セットのコンピュータが命令を実行可能なコンピュータシステムで実行することができ、また、フローチャートに論理順を示しているが、場合によってはそれと異なる順で図示したまたは説明したステップを実行することもできる。
図２は本発明の実施例に係る燃料電池の制御方法を示し、図２に示すように、該方法は以下のステップを含む。
目標対象の動作電力を検出し（ステップＳ１０２）、ここで、目標対象は少なくとも２台の燃料電池から給電される。
上記ステップにおいて、上記目標対象は燃料電池から給電される電気器具機器であることができ、例えばエアコン、照明灯、デレビ等であることができる。該目標対象は１台または複数台の燃料電池によって給電される。水素変換率と燃料電池の出力電力との間に一定の関係が存在し、燃料電池の出力電力が燃料電池によって給電される電気器具機器の動作電力に関連するので、燃料電池の出力電力を得るためには、まず目標対象の動作電力を検出しなければならない。
目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフし（ステップＳ１０４）、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。
上記ステップにおいて、上記電池ブロックは燃料電池パックを構成する一つのユニットであることができ、一定の数量の電池ブロックを特定の要求に応じて組み立てて電池パックを形成することができ、図３は燃料電池の一つの電池モジュールを示す図で、符号３０１は電池ブロックからなる電池モジュールを示し、符号３０３は電池モジュールを構成する電池ブロックを示し、各燃料電池は一つまたは複数台の電池モジュールを含むことができる。目標対象（例えば、エアコン）の動作電力が所定の電力未満であると検出されると、一定の調節戦略に従って、上記目標対象へ給電する１台または複数台ｎ燃料電池をオフすることができ、ここで、１台または複数台の燃料電池における電池ブロックをオフすることが好ましい。
なお、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフする場合において、他のオフしていない燃料電池またはオフしていない電池ブロックの出力電力を向上させる。
一可能な実施形態として、本願の上記実施例ではエアコンを例に説明するが、エアコンへ給電する燃料電池システムは２セットの燃料電池を含み、エアコンの実際の需要に応じて、低電力出力である場合、２台の燃料電池の動作関係を調節（例えば、その中の一つをオフする）することで、できる限り水素最大変換率を保証する。
なお、従来のエアコンは殆どがインバータエアコンで、エアコンがオンされた後、環境温度が予定温度に達した後、環境温度を予定温度に保持し続けるため、インバータエアコンは自体の動作電力を低下し、環境温度が継続して上昇したり低下したりすることを回避する。よって、エアコンの場合、常に低電力動作状態になる。
具体的に、エアコンが低電力動作状態である場合、一定の調節戦略に従って、その中の一つの燃料電池または各電池モジュール（燃料電池）中の燃料電池スタック（電池ブロック）及び補助機器（循環ポンプ、空気圧縮機等）をオフし、他の燃料電池の電力出力を向上させて、エアコン負荷の電力需要を満たす。
１セットの燃料電池の動作時間が一定の時間に達したとき、他のセットの燃料電池を動作させることができる。
上述のように、本願の上記実施例において、目標対象（電気器具）の動作電力を検出し、目標対象（電気器具）が低電力動作状態である場合に、それに給電する１台または複数台の燃料電池をオフして、残りの燃料電池の出力電力を向上させ、さらに、燃料電池全体の回数を減少するため、１台または複数台の燃料電池中の電池ブロックをオフすることで、給電状態にある各燃料電池の出力電力がいずれも高電力である目的を実現し、燃料電池の水素変換率を向上させ、燃料電池のエネルギ消費を低下する効果を実現して、従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる。
可能な実施例において、図４に示すように、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、上記方法は以下のステップをさらに含む。
目標対象の動作電力を継続して検出する（ステップＳ１０６）。
目標対象の動作電力が所定の電力を超えると検出された場合、オフした燃料電池または電池ブロックを回復して、均衡を保つ給電を行うように燃料電池を制御する（ステップＳ１０８）。
上記ステップにおいて、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、目標対象（電気器具）の動作電力を継続して検出して、電気器具の動作電力が所定の電力を超えるか否かを判断し、電気器具の動作電力が所定の電力を超えると、オフした燃料電池または電池ブロックを再びオンし、電気器具の動作電力に基づいて、各燃料電池の出力電力を計算して、均衡を保つ給電を行うように各燃料電池を制御する。
一可能な実施形態として、本願の上記実施例は依然としてエアコンを例に説明し、エアコンへ給電する燃料電池システムは２セットの燃料電池を含み、その中の一つの燃料電池または各電池モジュール（燃料電池）中の燃料電池スタック（電池ブロック）及び補助機器（循環ポンプ、空気圧縮機等）オフした後、エアコンの動作電力を継続して検出し、エアコンの動作電力が所定の電力を超えると検出されると、他の燃料電池または各電池モジュール（燃料電池）中の燃料電池スタック（電池ブロック）をエアコンの現在の動作電力に基づいて、各燃料電池の出力電力を計算して、均衡を保つ給電を行うように２台の燃料電池を制御する。
一可能な実施例において、図５に示すように、複数台の燃料電池で目標対象に給電し、ここで、少なくとも一つの燃料電池をオフする前、上記方法はさらに以下のステップを含む。
目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取る（ステップＳ２０２）。
目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき燃料電池のオフ数量を計算する（ステップＳ２０４）。
燃料電池のオフ数量に応じて、複数台の燃料電池から少なくとも一つの燃料電池をオフする燃料電池として選択し（ステップＳ２０６）、ここで、継続して動作する燃料電池の平均電力は気体変換範囲内であって、気体変換範囲は燃料電池に入力される気体の変換率の高変換範囲である。
上記ステップにおいて、上記気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が高い範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値であって、具体的に、図１に示す縦座標の水素変換率から分かるように、燃料電池の出力電力がｐ２乃至ｐ３範囲である場合、対応する水素変換率が高い範囲であって、即ち、ｎ２乃至ｎ１である。複数台の燃料電池で目標対象（電気器具）へ給電する場合、電気器具の現在の動作電力と燃料電池の気体変換範囲に基づいて、オフすべき燃料電池のオフ数量を計算することができる。その後、燃料電池のオフ数量に応じて、複数台の燃料電池から少なくとも一つの燃料電池をオフする燃料電池として選択し、オフしようとする燃料電池を継続して動作させ、ここで、継続して動作する燃料電池の平均電力は気体変換範囲内であって、気体変換範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
依然としてエアコンを例して上記実施例を説明し、現在のエアコンの負荷の動作電力が３０ｋｗまで低下して、燃料電池の対応する高変換率範囲がｐ２乃至ｐ３であると、ここで、ｐ２は１０ｋｗで、ｐ３は３０ｋｗであって、この場合、最適な値ｐ１は１５ｋｗであって、３つの燃料電池で給電できる場合、１台または２台の燃料電池をオフして１台のみを残すことができ、このとき、該台燃料電池の出力電力は３０ｋｗであるが、３０ｋｗが最適な変換率ではないので、１台の燃料電池パックを選択してオフすることができ、このとき、２台の燃料電池の平均出力電力は１５ｋｗで、最適な変換率になる。
上記実施例に基づいて、最適な変換率の値が１０ｋｗである場合、２台の燃料電池において、その中の１台の燃料電池の出力電力を１０ｋｗに制御すると、他の１台の燃料電池の出力電力は２０ｋｗであることができる。
他の可能な実施例において、図６に示すように、複数台の燃料電池で目標対象に給電し、かつ燃料電池全体のオフを許可しない場合、ここで、１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフする前、上記方法はさらに以下のステップを含む。
目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取る（ステップＳ３０２）。
目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき電池ブロックのオフ数量を計算する（ステップＳ３０４）。
電池ブロックのオフ数量に基づいて、各燃料電池から少なくとも一つの電池ブロックをオフする電池ブロックとして選択し（ステップＳ３０６）、ここで、継続して動作する電池ブロックの燃料電池の平均電力は所定の範囲内であって、所定の範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
上記ステップにおいて、燃料電池モジュールが複数のモジュールブロックからなるので、目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき電池ブロックのオフ数量を計算することができ、電池ブロックのオフ数量に基づいて、複数台の燃料電池から少なくとも１台の燃料電池をオフしようとする電池ブロックとして選択し、オフしようとする電池ブロックを継続して動作させ、ここで、継続して動作する電池ブロックの燃料電池の平均電力は気体変換範囲内であって、気体変換範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
上記ステップによって、電池モジュール全体をオフせずに、各電池モジュール中のブロックのオンとオフを制御することで、燃料電池モジュールが全体的に複数回オフされて電池が消耗されることを低減し、制御の柔軟性が一層優れる。
可能な実施例において、燃料電池全体をオフした場合、同時に燃料電池全体の補助機器をオフする。燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、燃料電池の補助機器をオフせず、または燃料電池の補助機器の動作電力を低減させる。
ここで、上記実施例は、目標対象の現在の動作電力に基づいてオフする燃料電池のオフ数量を計算して一部の電池モジュールをオフし、一部の電池モジュールはオフせず、またはモジュールブロックのみをオフする状況と、目標対象の現在の動作電力に基づいてオフする電池ブロックのオフ数量を計算してすべての電池モジュールをオフせずに電力需要に応じて確定されたオフすべき電池ブロックのみをオフする状況と、を含む。１セットの電池モジュールのオフと電池スタックのオフとの違いは、電池モジュールをオフすると、すべての補助機器をオフするが、一つのモジュール内の一部の電池スタックブロックをオフすると、対応する補助機器をオフする必要がなく、該電池モジュールに対応する１セットの補助機器の電力を低減すればよい。
可能な実施例において、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、上記方法は、所定の時間が経過した後、オフした燃料電池または電池ブロックを再びオンすることをさらに含む。
実施例２
本発明の実施例によると、燃料電池の制御装置実施例を提供する。本発明の実施例１中の燃料電池の制御方法を本発明の実施例２の装置で実行することができる。
図7は本発明の実施例に係る燃料電池の制御装置を示す図で、図7に示すように、該装置は、検出手段５０１とオフ手段５０３とを含む。
ここで、検出手段５０１は目標対象の動作電力を検出し、ここで、目標対象は少なくとも２台の燃料電池から給電される。
オフ手段５０３は目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフし、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。
なお、上記検出手段とオフ手段を装置の一部としてコンピュータ端末で実行させることができ、コンピュータ端末中のプロセッサによって上記手段による機能を実行することができ、コンピュータ端末はスマートフォン(例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ携帯電話、ｉＯＳ携帯電話等)、タブレット、パソコン及びモバイルインターネットデバイスＭｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＭＩＤ)、ＰＡＤ等の端末機器であることができる。
上述のように，本願の上記実施例において、目標対象（電気器具）の動作電力を検出し、目標対象（電気器具）が低電力動作状態である場合、給電する１台または複数台の燃料電池をオフし、残りの燃料電池の出力電力を向上させ、さらに、燃料電池全体の回数を減少するため、１台または複数台の燃料電池中の電池ブロックをオフすることで、給電状態の各燃料電池の出力電力がいずれも高い電力である目的を実現し、燃料電池の水素変換率を向上させ、燃料電池のエネルギ消費を低減する効果を実現して、従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる。
可能な実施例において、上記装置は、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、他のオフしていない燃料電池またはオフしていない電池ブロックの出力電力を高める処理手段をさらに含む。
なお、上記処理手段を装置の一部としてコンピュータ端末で実行させることができ、コンピュータ端末中のプロセッサによって上記手段による機能を実行することができ、コンピュータ端末はスマートフォン(例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ携帯電話、ｉＯＳ携帯電話等)、タブレット、パソコン及びモバイルインターネットデバイスＭｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＭＩＤ)、ＰＡＤ等の端末機器であることができる。
一可能な実施例において、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、上記検出手段はさらに目標対象の動作電力を継続して検出し、上記処理手段はさらに目標対象の動作電力が所定の電力を超えると検出された場合、オフした燃料電池または電池ブロックを回復し、均衡を保つ給電を行うように燃料電池を制御する。
一可能な実施例において、上記装置は、目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取る読取手段と、目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき燃料電池のオフ数量を計算する計算手段と、燃料電池のオフ数量に応じて複数台の燃料電池から少なくとも１台の燃料電池をオフする燃料電池として選択する実行手段と、をさらに含み、ここで、オフする燃料電池の平均電力は気体変換範囲内であって、気体変換範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
他の可能な実施例において、上記計算手段はさらに、目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき電池ブロックのオフ数量を計算し、上記実行手段はさらに、電池ブロックのオフ数量に基づいて、各燃料電池から少なくとも一つの電池ブロックをオフする電池ブロックとして選択し、ここで、オフする電池ブロックの燃料電池の平均電力は所定の範囲内であって、所定の範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
なお、上記読取手段、計算手段と実行手段を装置の一部としてコンピュータ端末で実行させることができ、コンピュータ端末中のプロセッサによって上記手段による機能を実行することができ、コンピュータ端末はスマートフォン(例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ携帯電話、ｉＯＳ携帯電話等)、タブレット、パソコン及びモバイルインターネットデバイスＭｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＭＩＤ)、ＰＡＤ等の端末機器であることができる。
なお、上記オフ手段はさらに、燃料電池全体をオフした場合、同時に燃料電池全体の補助機器をオフし、上記処理手段はさらに燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、燃料電池の補助機器をオフせず、または燃料電池の補助機器の動作電力を低減する。
一可能な実施例において、上記装置は、所定の時間が経過した後、オフした燃料電池または電池ブロックを再び起動させる再起動手段をさらに含む。
なお、上記再起動手段を装置の一部としてコンピュータ端末で実行させることができ、コンピュータ端末中のプロセッサによって上記手段による機能を実行することができ、コンピュータ端末はスマートフォン(例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ携帯電話、ｉＯＳ携帯電話等)、タブレット、パソコン及びモバイルインターネットデバイスＭｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＭＩＤ)、ＰＡＤ等の端末機器であることができる。
実施例３
本発明の実施例によると燃料電池の制御システム実施例を提供する。本発明の実施例１中の燃料電池の制御方法を本発明の実施例３のシステムで実行することができる。
図８は本発明の実施例に係る燃料電池の制御システムを示す図で、図８に示すように、該システムは燃料電池６０１と、コントローラ６０３と、を含む。
燃料電池６０１は鉄道車両の電源を入れた後、鉄道車両の補助システムへ給電する。
コントローラ６０３は、目標対象の動作電力を検出し、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフし、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。ここで、目標対象は少なくとも２台の燃料電池によって給電される。
上述のように、本願の上記実施例において、目標対象（電気器具）の動作電力を検出し、目標対象（電気器具）が低電力動作状態である場合、給電する１台または複数台の燃料電池をオフして、残りの燃料電池の出力電力を向上させ、さらに、燃料電池全体の回数を減少するため、１台または複数台の燃料電池中の電池ブロックをオフすることで、給電状態の各燃料電池の出力電力がいずも高い電力である目的を実現し、燃料電池の水素変換率を向上させ、燃料電池のエネルギ消費を低減する効果を実現して、従来技術において電気器具の動作電力に応じて複数台の燃料電池に自動化制御を行うことで電気器具の出力が低くなった場合に燃料電池の水素変換率が低い問題を解決できない課題を解決できる。
一可能な実施例において、上記コントローラ６０３はさらに、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、他のオフしていない燃料電池またはオフしていない電池ブロックの出力電力を高める。
一可能な実施例において、上記コントローラ６０３はさらに、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、目標対象の動作電力を継続して検出し、目標対象の動作電力が所定の電力を超えると検出された場合、オフした燃料電池または電池ブロックを回復して、均衡を保つ給電を行うように燃料電池を制御する。
一可能な実施例において、上記コントローラ６０３はさらに、目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取り、目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき燃料電池のオフ数量を計算し、燃料電池のオフ数量に応じて複数台の燃料電池から少なくとも１台の燃料電池をオフする燃料電池として選択し、ここで、オフする燃料電池の平均電力は気体変換範囲内であって、気体変換範囲は燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲である。
他の可能な実施例において、上記コントローラ６０３はさらに、目標対象の現在の動作電力と気体変換範囲に基づいて、オフすべき電池ブロックのオフ数量を計算し、電池ブロックのオフ数量に応じて、各燃料電池から少なくとも一つの電池ブロックをオフする電池ブロックとして選択し、ここで、オフする電池ブロックの燃料電池の平均電力は所定の範囲内であって、所定の範囲は燃料電池に入力される気体の変換率の高変換範囲である。
なお、上記コントローラ６０３はさらに、燃料電池全体をオフした場合、同時に燃料電池全体の補助機器をオフし、上記処理手段はさらに燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合に燃料電池の補助機器をオフせず、または燃料電池の補助機器の動作電力を低減させる。
一可能な実施例において、上記コントローラ６０３はさらに、所定の時間が経過した後、オフした燃料電池または電池ブロックを再びオンする。
本実施例によると、上述したいずれかの可能な燃料電池の制御システムを含む鉄道車両を提供する。
本願の実施例で提供する各機能ユニットは、移動端末、コンピュータ端末または類似する演算装置で実行されることができ、記憶媒体の一部として記憶することもできる。
これにより、本発明の実施例によるとコンピュータ端末を提供し、該コンピュータ端末はコンピュータ端末群のいずれか一つのコンピュータ端末機器であることができる。本実施例において、上記コンピュータ端末の替わりに移動端末等の端末機器を用いることもできる。
本実施例において、上記コンピュータ端末は、コンピュータネットワークの複数のネットワーク機器の中の少なくとも一つのネットワーク機器に位置することができる。
本実施例において、上記コンピュータ端末は燃料電池の制御方法の以下のステップを実行するプログラムコードを実行することができる：少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出することと、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフすることと、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。
該コンピュータ端末は、一つまたは複数のプロセッサと、メモリと、伝送装置とを含むことができる。
ここで、メモリはソフトウェアプログラムと手段を記憶することができ、例えば、本発明の実施例における燃料電池の制御方法及装置に対応するプログラム命令/手段を記憶することができ、プロセッサはメモリに記憶されたソフトウェアプログラム及び手段を実行することで、各種の機能の応用及びデータ処理を行い、すなわち、上述した燃料電池の制御方法を実現する。メモリは高速ランダムアクセスメモリを含むことができ、例えば、一つまたは複数の磁性記憶装置、フラッシュメモリまたは他の不揮発性固体メモリなどの不揮発性メモリを含むこともできる。一部の実例において、メモリはプロセッサに対して遠隔に設置されたメモリをさらに含むことができ、このような遠隔メモリはネットワークを介して端末に接続される。上記ネットワークの実例は、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、移動通信ネットワーク及びその組み合わせを含むが、これに限定されることはない。
上述した伝送装置は、一つのネットワークを介してデータを受送信する。上述したネットワークの具体的な実例は、有線ネットワークと無線ネットワークを含む。一実例において、伝送装置は、一つのネットワークアダプター(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＮＩＣ)を含み、ネットワークケーブルを介して他のネットワーク機器とルーターを接続してインターネットまたはローカルエリアネットワークとの通信を行うことができる。一実例において、伝送装置は無線方式でインターネットと通信を行う無線周波数(Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ)手段である。
ここで、具体的に、メモリに、予め設定された動作条件と、権限が予め設定されたユーザの情報と、アプリケーションが記憶される。
プロセッサは、伝送装置によってメモリに記憶された情報及びアプリケーションをスケジューリングすることで、上記方法実施例中の各可能なまたは好適な実施例の方法のステップのプログラムコードを実行することができる。
コンピュータ端末がスマートフォン(例えば、Ａｎｄｒｏｉｄ携帯電話、ｉＯＳ携帯電話等)、タブレット、パソコン及びモバイルインターネットデバイス(Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＭＩＤ)、ＰＡＤ等の端末機器であることができることは当業者が理解できることである。
上記実施例の各種の方法中のステップの全部または一部をプログラムによって端末機器の関連するハードウェアに完成するように命令する方式で実現することができ、該プログラムはコンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶され、記憶媒体は、フラッシュドライブ、読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、ディスクまたはＣＤ等であることができる。
本発明の実施例においてさらに記憶媒体を提供する。本実施例において、上記記憶媒体は、上記方法実施例と装置実施例で提供した燃料電池の制御方法により実行されるプログラムコードを保存することができる。
本実施例において、上記記憶媒体は、コンピュータネットワークにおけるコンピュータ端末群のいずれか一つのコンピュータ端末に位置することができ、または移動端末群のいずれか一つの移動端末に位置することもできる。
本実施例において、記憶媒体は以下のステップを実行するためのプログラムコードを記憶するように構成される：少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出することと、目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフすることと、を含み、ここで、気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値である。
本実施例において、記憶媒体は燃料電池の制御方法で提供した各種の好適または可能な方法ステップのプログラムコードを記憶するように構成される。
以上、図面を参照して例示する方式で本発明に係る燃料電池の制御方法と装置を説明した。しかし、上述した本発明で開示した燃料電池の制御方法と装置に、本発明の内容を離脱せずに各種の改善を行うことができることは当業者が理解できる。よって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の記載内容によって確定される。
上記本発明の実施例の番号は実施例の優劣を表すものではなく、説明の便宜を図るためのものである。
本発明の上記実施例において、各実施例の説明は重要視するものがあって、ある実施例で詳しく説明していない部分については他の実施例の関連部分の説明を参照することができる。
本願で提供する幾つかの実施例において、開示された技術内容は、他の形態で実現されることもできることは理解できる。ここで、以上説明した装置実施例は例示的なもので、例えば上述したユニットの区画はロジック的な機能の区画であって、実際に実現する場合、他の区画方式であることもでき、例えば複数のユニット又は部品を結合したり又は他のシステムに集積したり、又は一部の特徴を無視したり、又は実行しないこともできる。そして、表示又は検討した相互結合又は直接結合又は通信接続は、インタフェース、ユニット又は手段を介した間接的な結合又は通信接続であることができ、電気的又は他の形態であることができる。
上述した分離部品として説明したユニットは物理的に分離したものであることができれば物理的に分離していないものであることもでき、ユニットとして表す部品は物理ユニットであることができれば物理ユニットではないこともでき、つまり、一つの箇所に位置することができれば、複数のユニットに分布されることもできる。実際の需要に応じて、その中の一部又は全部のユニットを選択して本実施例の技術案を実現する目的を実現することができる。
そして、本発明の各実施例中の各機能ユニットを一つの処理ユニットに集積することができ、各ユニットが物理的に独立したものであることもでき、二つ又はその以上のユニットを一つのユニットに集積することもできる。上記集積されたユニットをハードウェアの形態で実現でき、ソフトウェア機能ユニットの形態で実現することもできる。
上述した集積されたユニットをソフトウェア機能ユニットの形態で実現し、独立した製品として販売又は使用する場合、一つのコンピューター読取可能な記憶媒体に記憶することができる。従って、本発明の技術案の実質又は従来技術に対する貢献のある部分又は該技術案の全部又は一部をソフトウェア製品の形態で体現でき、計算機機器（PC、サーバー又はネットワーク機器等であることができる）に本発明の各実施例で説明した方法の全部又は一部のステップを実行させるいくつかの命令を含む該コンピューターソフトウェア製品を一つの記憶媒体に記憶することができる。上述した記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュメモリー、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、モバイルハードディスク、フロッピーディスク又は光ディスク等のプログラムコードを記憶できるさまざまな媒体である。
以上は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、当業者であれば本発明の原理を離脱せずに様々な改善や修正が可能であって、このような改善や修正は本発明の保護範囲中に含まれる。

Claims (10)

  1. 少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出することと、
    前記目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフすることと、を含み、ここで、前記気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値であることを特徴とする燃料電池の制御方法。
  2. 燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、他のオフしていない燃料電池またはオフしていない電池ブロックの出力電力を高めることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、
    前記目標対象の動作電力を継続して検出することと、
    前記目標対象の動作電力が前記所定の電力を超えると検出された場合、オフした燃料電池または電池ブロックを回復して、均衡を保つ給電を行うように燃料電池を制御することと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 複数台の燃料電池で前記目標対象へ給電し、少なくとも１台の燃料電池をオフする前、
    前記目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取ることと、
    前記目標対象の現在の動作電力と前記気体変換範囲に基づいて、オフすべき燃料電池のオフ数量を計算することと、
    前記燃料電池のオフ数量に応じて前記複数台の燃料電池から少なくとも１台の燃料電池をオフする燃料電池として選択することと、をさらに含み、ここで、継続して動作する燃料電池の平均電力は前記気体変換範囲内であって、前記気体変換範囲は前記燃料電池に入力された気体の変換率の高変換範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  5. 複数台の燃料電池で前記目標対象へ給電し、かつ燃料電池全体のオフを許可しない場合、１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフする前、
    前記目標対象の現在の動作電力及び燃料電池の対応する気体変換範囲を読み取ることと、
    前記目標対象の現在の動作電力と前記気体変換範囲に基づいて、オフすべき電池ブロックのオフ数量を計算することと、
    前記電池ブロックのオフ数量に応じて、各燃料電池から少なくとも一つの電池ブロックをオフする電池ブロックとして選択することと、をさらに含み、ここで、継続して動作する電池ブロックの燃料電池の平均電力は所定の範囲内であって、前記所定の範囲は前記燃料電池に入力される気体の変換率の高変換範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
  6. 燃料電池全体をオフした場合、同時に前記燃料電池全体の補助機器をオフし、また、燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした場合、前記燃料電池の補助機器をオフせず、または前記燃料電池の補助機器の動作電力を低減することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフした後、
    所定の時間が経過した後、オフした燃料電池または電池ブロックを再びオンすることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 少なくとも２台の燃料電池によって給電される目標対象の動作電力を検出する検出手段と、
    前記目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフするオフ手段と、を含み、ここで、前記気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が予定の範囲値に達した場合の対応する燃料電池の出力電力範囲値であることを特徴とする燃料電池の制御装置。
  9. 鉄道車両の電源を入れた後、前記鉄道車両の補助システムへ給電する燃料電池と、
    目標対象の動作電力を検出し、前記目標対象の動作電力が所定の電力未満であると検出された場合、燃料電池の対応する気体変換範囲に基づいて、少なくとも一つの燃料電池をオフするか、またはいずれか１台または複数台の燃料電池に含まれた電池ブロックをオフするコントローラと、を含み、前記気体変換範囲は燃料電池の水素変換率が達した予定の範囲値に対応する燃料電池の出力電力範囲値であって、
    前記目標対象は少なくとも２台の燃料電池によって給電されることを特徴とする燃料電池の制御システム。
  10. 請求項９に記載の燃料電池の制御システムを含むことを特徴する鉄道車両。
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