燃料电池客车动力控制方法和燃料电池客车动力系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池客车动力控制方法和燃料电池客车动力系统，实时采集车辆的需求功率P，当车辆的需求功率P满足：P＜Pfc时，燃料电池以Pfc运行，Pfc‑P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池以Pfce运行，Pfce‑P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：P≥Pfce时，燃料电池以Pfce运行，P‑Pfce部分由动力电池提供；其中，Pfc和Pfce为设定值，为设定的燃料电池的某两个输出功率的阈值。这种控制方式不会使燃料电池的输出功率频繁波动和不断地被加载卸载，能够增加燃料电池的耐久性，节约了投入成本，保证了动力系统的可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池客车动力控制方法和燃料电池客车动力系统。
技术介绍
目前，公知的燃料电池客车动力系统采用的燃料电池系统控制较为简单粗放，其随整车工况输出的功率频繁波动，燃料电池系统不断的加载卸载，这大大降低了燃料电池系统的耐久性，不利于燃料电池系统的长时间使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料电池客车动力控制方法，用以解决传统的动力方式能够降低燃料电池系统的耐久性的问题。本专利技术同时提供一种燃料电池客车动力系统。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种燃料电池客车动力控制方法，包括以下步骤：(1)实时采集车辆的需求功率P；(2)当车辆的需求功率P满足：P＜Pfc时，燃料电池以所述Pfc运行，Pfc-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，Pfce-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：P≥Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，P-Pfce部分由动力电池提供；其中，Pfc和Pfce为设定值，为设定的燃料电池的某两个输出功率的阈值。所述Pfc为燃料电池的高效工作点，所述Pfce为燃料电池的额定功率点。车辆在制动时制动回收能量存储于动力电池中。车辆在启动状态或者速度低于速度设定值时，车辆的需求功率由动力电池提供。一种燃料电池客车动力系统，包括：用于实时采集车辆的需求功率P的采集模块；用于进行以下判断的判断模块：当车辆的需求功率P满足：P＜Pfc时，燃料电池以所述Pfc运行，Pfc-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，Pfce-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：P≥Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，P-Pfce部分由动力电池提供；其中，Pfc和Pfce为设定值，为设定的燃料电池的某两个输出功率的阈值。所述Pfc为燃料电池的高效工作点，所述Pfce为燃料电池的额定功率点。车辆在制动时制动回收能量存储于动力电池中。车辆在启动状态或者速度低于速度设定值时，车辆的需求功率由动力电池提供。本专利技术提供的燃料电池客车动力控制方法中，设定燃料电池的两个大小不等的输出功率的阈值，根据车辆的需求功率与这两个阈值之间的大小关系，来控制燃料电池的实际输出功率，通过这种方式将控制细化，不同于传统的简单粗放的控制方式，根据需求功率满足的条件来对应控制燃料电池的输出功率，提高了车辆动力控制的有效性和可靠性，有利于车辆的精细化动力控制。而且，相对于传统的燃料电池随着整车工况而输出的功率频繁波动，并且不断的加载卸载而言，这种方式没有经常性地加载和卸载燃料电池，只是根据需求功率的满足的条件使燃料电池工作在两个功率点之中的其中一个功率点，车辆在整个动力控制过程中，不管需求功率的大小如何，燃料电池均工作在两个功率点中的其中一个，所以，这种控制方式并没有使燃料电池的输出功率频繁波动，更加没有不断地被加载卸载，所以，这种方式能够增加燃料电池的耐久性，有利于燃料电池的长时间使用，节约了投入成本，保证了动力系统的可靠运行。附图说明图1是燃料电池客车动力系统的硬件结构示意图；图2是燃料电池的两个工作点的特性示意图。具体实施方式方法实施例本专利技术的重点在于一种燃料电池客车动力控制方法，为了便于说明该控制方法，以下先引入一个燃料电池客车动力系统，该动力系统使用该动力控制方法进行车辆的动力控制，当然，该动力控制方法并不局限于该动力系统，比如将该动力系统进行适当变形或者使用等同的设备替换对应的设备也在本专利技术的保护范围内。如图1所示，该燃料电池客车动力系统包括以下几个子系统，分别是燃料电池子系统、动力电池子系统和驱动电机子系统，其中，燃料电池子系统包括燃料电池和燃料电池控制器，动力电池子系统包括动力电池和动力电池控制器，驱动电机子系统包括驱动电机和双电机控制器。另外，为了对燃料电池输出的电压进行调理以满足驱动电机的要求，该动力系统中还包括DC/DC子系统，该DC/DC子系统包括DC/DC和DC/DC控制器。如图1所示，燃料电池依次通过DC/DC和双电机控制器将电能输出给驱动电机，驱动电机驱动车轮转动以实现车辆行驶，动力电池也通过双电机控制器将电能输出给驱动电机。燃料电池和动力电池相当于并联设置，两者中的其中一个或者同时两个均能够为驱动电机提供电能。另外，车辆中往往涉及到其他的用电器件，比如：电动转向和车载空调等等，所以该动力系统还包括电附件子系统，该电附件子系统包括电附件集成控制器，以及用电器件，比如：电动助力转向装置和电动空压机等，动力电池通过电附件集成控制器为这些用电器件供电，并且，电附件集成控制器控制这些用电器件的运行。为了对车辆在运行中进行有效控制，整车控制器通过通信线路分别与燃料
电池控制器、动力电池控制器、双电机控制器和电附件集成控制器连接，整车控制器中设置有相应的软件程序，各子系统通过整车网络总线与整车控制器进行信号通讯，整车控制器采集各子系统的信号对各子系统进行协调控制，通过燃料电池和动力电池能量分配，高效满足整车功率需求。另外，由于动力系统中的燃料电池通常为由许多个单体电池组成，所以，以下将动力系统中的燃料电池称为燃料电池系统。整车控制器中设置的软件程序即为本专利技术提供的控制方法，具体如下：燃料电池系统输出功率根据整车需求进行动态协调控制，本专利技术提供的动力控制方法中涉及到燃料电池系统的两个工作点，或者称为功率点，这两个工作点为比较用阈值，用于跟实际的车辆的需求功率进行比较。其中，一个工作点为燃料电池系统的高效工作点，另一个工作点为燃料电池系统的额定功率点。燃料电池系统的效率最高点对应的功率为燃料电池系统的高效工作点，燃料电池系统能够稳态对外输出的功率为燃料电池系统的额定功率点，两个工作点的特点如图2所示。设定：车辆的需求功率为P，燃料电池系统的高效工作点为Pfc，燃料电池系统的额定功率点为Pfce。整车控制器实时采集车辆的需求功率P，当需求功率小于燃料电池系统的高效工作点对应的功率Pfc时，即P＜Pfc时，燃料电池系统运行于高效工作点Pfc，剩余功率的输出，即Pfc-P部分为动力电池充电；当需求功率P在燃料电池系统的高效工作点对应的功率Pfc和额定工作点对应的功率Pfce之间时，即Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池系统运行于额定工作点Pfce，剩余功率输出，即Pfce-P部分为动力电池充电；当需求功率P大于或者等于燃料电池系统的额定功率Pfce时，即P≥Pfce，燃料电池系统运行于额定工作点Pfce，不够的功率需求，即P-Pfce部分由动力电池提供。也就是说，在需求功率小于燃料电池工作的功率时，供大于求，这时就需要将用不到的功率进行存储；在需求功率大于燃料电池工作的功率时，供小于
求，这时就需要将动力电池的部分功率也释放出来，用于支持车辆的动力需求。另外，车辆在启动时或低速(即速度低于一个速度设定值)时，车辆的需求功率由动力电池提供。而且，在车辆制动时，驱动电机系统回收的制动能量存储到动力电池中，为下次整车启动做准备。这种动力控制方法能够使燃料电池系统在高效工作点或者额定工作点工作，避免了燃料电池系统的功率输出出现波动，能够保证燃料电池系统稳定输出，有效减少变载造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池客车动力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实时采集车辆的需求功率P；(2)当车辆的需求功率P满足：P＜Pfc时，燃料电池以所述Pfc运行，Pfc‑P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，Pfce‑P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：P≥Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，P‑Pfce部分由动力电池提供；其中，Pfc和Pfce为设定值，为设定的燃料电池的某两个输出功率的阈值。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池客车动力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实时采集车辆的需求功率P；(2)当车辆的需求功率P满足：P＜Pfc时，燃料电池以所述Pfc运行，Pfc-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：Pfc≤P＜Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，Pfce-P部分为动力电池充电；当车辆的需求功率P满足：P≥Pfce时，燃料电池以所述Pfce运行，P-Pfce部分由动力电池提供；其中，Pfc和Pfce为设定值，为设定的燃料电池的某两个输出功率的阈值。2.根据权利要求1所述的燃料电池客车动力控制方法，其特征在于，所述Pfc为燃料电池的高效工作点，所述Pfce为燃料电池的额定功率点。3.根据权利要求1所述的燃料电池客车动力控制方法，其特征在于，车辆在制动时制动回收能量存储于动力电池中。4.根据权利要求1所述的燃料电池客车动力控制方法，其特征在于，车辆在启动状态或者速度低于速度设定值时，车辆的需求功率由动力电池提供。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗田，李飞强，柴结实，李进，李玉鹏，孟德水，李贺，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41