一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法及系统，方法包括：S1、整车上电自检；S2、在整车自检无异常的基础上，进行FCU自检，判断其是否发生故障；若是，则进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；S3、关闭燃料电池，并发送故障信息至整车控制器VCU；S4、启动燃料电池，根据收集的整车工作参数确定整车当前状态，并根据当前状态调整燃料电池的目标功率。本发明专利技术通过基于状态的方式判断整车的用电需求，整合相关的电池、电机及电控部件状态，确保燃料电池处于最小燃料消耗率的最优工作区间，达到更长的续航里程，更长的可靠运行时间，可有效的提升整车的经济性与燃料电池的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电池控制
，具体涉及一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法及系统。

技术介绍

[0002]氢燃料电池汽车作为一种真正意义上的“零排放，无污染”运载工具，是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。氢燃料电池汽车的进一步研发与量产化，必将成为全球汽车工业领域的一场新革命。
[0003]燃料电池汽车在设计开发过程中，整车控制器对燃料电池控制器发送相关指令，控制燃料电池的启动与对外输出，为了达到燃料电池运行的经济性、可靠性、精准性等指标，相关的控制算法显得极为重要。
[0004]燃料电池的启动与功率设定目前只是参考了电池SOC与最大充电电流等条件，可调性较差，且无法有效的保持电池SOC，燃料电池云状态不能合理的保持在高效区间，降低了燃料电池的经济性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法及系统解决了现有的燃料电池控制方法不能使燃料电池的运行状态合理的保持在高效区间，降低燃料电池经济性的问题。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，包括以下步骤：S1、整车上电自检；S2、在整车自检无异常的基础上，进行FCU自检，判断其是否发生故障；若是，则进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；S3、关闭燃料电池，并发送故障信息至整车控制器VCU；S4、启动燃料电池，根据收集的整车工作参数确定整车当前状态，并根据当前状态调整燃料电池的目标功率。
[0007]进一步地，所述步骤S1具体为：S11、确定整车无三级停车断电与二级限功故障，且电池与电机状态正常；S12、在车辆正常行驶与充电后，对FCU控制的低压部件统一上低压并自检；S13、在低压部件自检无异常后，对FCU控制的高压部件统一上高压，完成整车上电自检。
[0008]进一步地，所述步骤S2中，通过确定各电池单体、温度是否处于正常范围，部件上电后是否存在过压、欠压状态，判断FCU是否故障；若电池单体及温度均处于正常范围，且部件上电后无过压欠压状态，则FCU未故
障，否则FCU故障。
[0009]进一步地，所述步骤S4中，收集的整车工作参数包括电池SOC、整车电机输出功率、电池最大充电电流以及整车部件工作状态；确定的整车当前状态包括停车补电模式、行车补电模式、待机模式以及故障模式。
[0010]进一步地，所述步骤S4中，调整燃料电池目标功率的方法具体为：S41、确定电池SOC当前需求功率状态，并进行基础需求功率赋值；S42、根据电池SOC当前需求功率状态的变化，确定燃料电池的基础需求功率，进而调整燃料电池的目标功率。
[0011]进一步地，所述步骤S41中，电池SOC当前需求功率状态包括电池SOC≤80%和电池SOC≥85%；当电池SOC≤80%时，燃料电池电堆开机，其对应的基础需求功率为40kw；当电池SOC≥85%时，燃料电池电堆开机，其对应的基础需求功率为0kw。
[0012]进一步地，所述步骤S42中，在停车补电模式或行车补电模式中，当电池SOC由高到低变化时，按照以下区间调整燃料电池的目标功率；当电池SOC为15%＜SOC≤30%时，燃料电池的目标功率为80kw；当电池SOC为30%＜SOC≤45%时，燃料电池的目标功率为80kw；当电池SOC为45%＜SOC≤60%时，燃料电池的目标功率为80 kW；当电池SOC为60%＜SOC≤75%时，燃料电池的目标功率为60 kW；当电池SOC为75%＜SOC≤85%时，燃料电池的目标功率为40kw。
[0013]进一步地，所述步骤S42中，当电池SOC由低到高变化时，按照以下区间调整燃料电池的目标功率；当电池SOC为80%≥SOC＞70%时，燃料电池的目标功率为40kw；当电池SOC为70%≥SOC＞55%时，燃料电池的目标功率为60kw；当电池SOC为55%≥SOC＞40%时，燃料电池的目标功率为80kw；当电池SOC为40%≥SOC＞25%时，燃料电池的目标功率为80kw；当电池SOC为25%≥SOC＞10%时，燃料电池的目标功率为80kw。
[0014]一种燃料电池系统功率控制系统，包括：整车信息输入模块，用于收集整车信息，包括电池SOC、电池充放电信息、整车用电量以及驾驶员操作意图；整车状态计算模块，用于根据收集的整车信息计算整车当前的用电状态，并确定燃料电池当前的目标功率；输出指令模块，用于根据计算出的用电功率对燃料电池电堆的发电功率进行调整，并控制燃料电池的开/关机及整车信息。
[0015]进一步地，所述整车状态计算模块根据当前电池SOC确定整车当前状态及整车实际需求功率，进而确定燃料电池的目标功率。
[0016]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过基于状态的方式判断整车的用电需求，整合相关的电池、电机及电控部件状态，确保燃料电池处于最小燃料消耗率的最优工作区间，达到更长的续航里程，更长的可靠运行时间，可有效的提升整车的经济性与燃料电池的使用寿命。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法流程图。
[0018]图2为本专利技术提供的调整燃料电池目标功率示意图。
具体实施方式
[0019]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0020]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，包括以下步骤：S1、整车上电自检；S2、在整车自检无异常的基础上，进行FCU自检，判断其是否发生故障；若是，则进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；S3、关闭燃料电池，并发送故障信息至整车控制器VCU；S4、启动燃料电池，根据收集的整车工作参数确定整车当前状态，并根据当前状态调整燃料电池的目标功率。
[0021]本专利技术实施例的步骤S1具体为：S11、确定整车无三级停车断电与二级限功故障，且电池与电机状态正常；S12、在车辆正常行驶与充电后，对FCU控制的低压部件统一上低压并自检；S13、在低压部件自检无异常后，对FCU控制的高压部件统一上高压，完成整车上电自检。
[0022]在本实施例中，步骤S12中FCU控制的低压部件包括燃料电池系统散热风扇、燃料电池低压循环水泵、数据采集仪、HMS、降压DCDC控制器；燃料电池系统和整车共用低压供电，低压范围为9~36V。
[0023]在本实施例中，步骤S13中的高压部件包括空气压缩机、升压DCDC控制器、氢气循环泵和燃料电池电堆部件，动力电池和燃料系统输出的工作电压即为高压，电压范围为200~750V。
[0024]在本专利技术实施例的步骤S2中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、整车上电自检；S2、在整车自检无异常的基础上，进行FCU自检，判断其是否发生故障；若是，则进入步骤S3；若否，则进入步骤S4；S3、关闭燃料电池，并发送故障信息至整车控制器VCU；S4、启动燃料电池，根据收集的整车工作参数确定整车当前状态，并根据当前状态调整燃料电池的目标功率。2.根据权利要求1所述的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S11、确定整车无三级停车断电与二级限功故障，且电池与电机状态正常；S12、在车辆正常行驶与充电后，对FCU控制的低压部件统一上低压并自检；S13、在低压部件自检无异常后，对FCU控制的高压部件统一上高压，完成整车上电自检。3.根据权利要求2所述的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过确定各电池单体、温度是否处于正常范围，部件上电后是否存在过压、欠压状态，判断FCU是否故障；若电池单体及温度均处于正常范围，且部件上电后无过压欠压状态，则FCU未故障，否则FCU故障。4.根据权利要求1所述的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，收集的整车工作参数包括电池SOC、整车电机输出功率、电池最大充电电流以及整车部件工作状态；确定的整车当前状态包括停车补电模式、行车补电模式、待机模式以及故障模式。5.根据权利要求4所述的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，调整燃料电池目标功率的方法具体为：S41、确定电池SOC当前需求功率状态，并进行基础需求功率赋值；S42、根据电池SOC当前需求功率状态的变化，确定燃料电池的基础需求功率，进而调整燃料电池的目标功率。6.根据权利要求5所述的基于状态控制的燃料电池系统功率控制方法，其特征在于，所述步骤S41中，电池SOC当前需求功率状态包括电池SOC≤80%和电池SOC≥85%；当电池SOC≤80%时，燃料电池电堆开机，其对应的基础需求功率为40kw；当电池SOC≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，李红朋，夏甫根，
申请(专利权)人：成都壹为新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：