质子交换膜燃料电池的控制方法、装置、车辆及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及车辆技术领域，具体公开了一种质子交换膜燃料电池的控制方法、装置、车辆及存储介质，该方法包括：确定增湿使能后，获取动力电池的SOC，并据此评估增湿模式，当确定需要执行大功率增湿模式时，获取燃料电池在之前的设定时间段内的平均功率，当动力电池的SOC小于设定电量，且平均功率不小于第一设定功率时，确定电池的增湿功率为第一执行功率，并根据第一执行功率确定第一预计温度，基于散热器的散热参数对第一预计温度进行修正并得到第一执行温度，电池以第一执行功率运行，且冷却液以第一执行温度进入电池内，能够使得质子交换膜燃料电池的电堆内的冷凝水得到显著提升，实现自动增湿，同时还可匹配当前车辆所处的工况。况。况。

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池的控制方法、装置、车辆及存储介质


[0001]本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池的控制方法、装置、车辆及存储介质。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池由于具有零排放、高效率、长寿命、体积和工作温度适中等方面的优势，其正在汽车上逐步开展规模应用，市场前景广阔。质子交换膜燃料电池的核心部件之一是质子交换膜，由于质子交换膜在适宜的湿度下才能高效、稳定的传输氢质子，因此调整控制电堆内部湿度适宜是确保质子交换膜燃料电池高效、长寿命的关键重要措施。
[0003]现有技术中，对燃料电池电堆的加湿途径主要有两种：一是外部加湿方案，主要通过阴极侧设置加湿器来加湿燃料电池电堆阳极入口的空气，最常用的加湿器是采用燃料电池排出的湿润气体作为湿度来源，对来自压缩机的空气进行加湿，然后进入电堆；二是自加湿，通过阳极再循环提高燃料电池电堆阳极入口的氢气湿度，从而实现自加湿。但是，当车辆在一些特殊运营场景及工况下，整车需求功率小，燃料电池长时间小功率工作，此时燃料电池电堆内部产水量较小，自加湿及外部加湿能力都比较低，容易导致燃料电池电堆处于低湿度状态，对燃料电池系统的效率和耐久性产生不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种质子交换膜燃料电池的控制方法、装置、车辆及存储介质，以解决现有技术中燃料电池长时间小功率工作时，容易导致燃料电池电堆处于低湿度状态，对燃料电池系统的效率和耐久性产生不利影响的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种质子交换膜燃料电池的控制方法，该质子交换膜燃料电池的控制方法包括：
[0006]S100：确定增湿使能；
[0007]S110：获取动力电池的SOC；
[0008]S120：在车辆没有故障报错的前提下，基于所述动力电池的SOC评估增湿模式，所述增湿模式包括大功率增湿模式和怠速增湿模式，所述大功率增湿模式中的质子交换膜燃料电池的增湿功率大于所述怠速增湿模式中的质子交换膜燃料电池的增湿功率；
[0009]若确定需要执行大功率增湿模式，则执行S130；
[0010]S130：获取质子交换膜燃料电池在之前的设定时间段内的平均功率；
[0011]S140：判断是否所述动力电池的SOC小于设定电量，且所述平均功率不小于第一设定功率；
[0012]若是，则执行S150；
[0013]S150：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第一执行功率；
[0014]S160：基于所述第一执行功率确定第一预计温度；
[0015]S170：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；
[0016]S180：基于所述散热参数对所述第一预计温度进行修正并得到第一执行温度；
[0017]S190：执行第一大功率增湿操作，包括:所述质子交换膜燃料电池以所述第一执行功率运行，且控制冷却液以所述第一执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。
[0018]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，S140中，若所述动力电池的SOC不小于设定电量，或者，所述平均功率小于第一设定功率；则执行S200；
[0019]S200：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第二执行功率，所述第二执行功率小于所述第一执行功率；
[0020]S210：基于所述第二执行功率确定第二预计温度；
[0021]S220：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；
[0022]S230：基于所述散热参数对所述第二预计温度进行修正并得到第二执行温度；
[0023]S240：执行第二大功率增湿操作，包括:所述质子交换膜燃料电池以所述第二执行功率运行，且控制冷却液以所述第二执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。
[0024]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，S120中，若确定执行怠速增湿模式，则执行S250；
[0025]S250：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第三执行功率；
[0026]S260：基于所述第三执行功率确定第三预计温度；
[0027]S270：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；
[0028]S280：基于所述散热参数对所述第三预计温度进行修正并得到第三执行温度；
[0029]S290：执行怠速增湿操作，包括：所述质子交换膜燃料电池以所述第三执行功率运行，且控制冷却液以所述第三执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。
[0030]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，所述质子交换膜燃料电池的控制方法还包括位于S190、S240、S290之后的：
[0031]S300：累计执行所述第一大功率增湿操作的第一时长，累计执行所述第二大功率增湿操作的第二时长，累计执行所述怠速增湿操作的第三时长；
[0032]S310：基于所述第一执行功率确定第一修正系数，基于所述第二执行功率确定第二修正系数，基于所述第三执行功率确定第三修正系数；
[0033]S320：计算增湿总时间；
[0034]增湿总时间＝第一修正系数*第一时长+第二修正系数*第二时长+第三修正系数*第三时长；
[0035]S330：判断所述增湿总时间是否超过设定时间；
[0036]若否，则执行S340；
[0037]S340：判断是否获取到关机指令；
[0038]若否，则重复S110。
[0039]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，在S330中，若所述增湿总时间超过设定时间，以及S340中，获取到关机指令；
[0040]则停止增湿使能。
[0041]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，基于所述动力电池的SOC评估增湿模式包括：
[0042]当所述动力电池的SOC位于设定上限电量和设定边界电量之间时，确定执行怠速
增湿模式；
[0043]当所述动力电池的SOC小于设定边界电量时，确定执行大功率增湿模式；
[0044]所述上限电量大于所述设定边界电量，所述设定边界电量大于所述设定电量。
[0045]作为质子交换膜燃料电池的优选技术方案，确定增湿使能包括：
[0046]获取质子交换膜燃料电池的内部湿度；
[0047]判断所述内部湿度是否低于设定湿度；
[0048]若是，则判断所述动力电池的SOC是否小于设定使能电量；
[0049]若是，则确定增湿使能；若否，则消耗所述动力电池的电量并直至所述动力电池的SOC小于设定使能电量。
[0050]第二方面，本专利技术提供一种质子交换膜燃料电池的控制装置，该质子交换膜燃料电池的控制装置包括：
[0051]使能确定模块，用于确定增湿使能；
[0052]SOC获取模块，用于获取动力电池的SOC；
[0053]增湿模式确定模块，用于在车辆没有故障报错的前提下，基于所述动力电池的SOC评估增湿模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池的控制方法，其特征在于，包括：S100：确定增湿使能；S110：获取动力电池的SOC；S120：在车辆没有故障报错的前提下，基于所述动力电池的SOC评估增湿模式，所述增湿模式包括大功率增湿模式和怠速增湿模式，所述大功率增湿模式中的质子交换膜燃料电池的增湿功率大于所述怠速增湿模式中的质子交换膜燃料电池的增湿功率；若确定需要执行大功率增湿模式，则执行S130；S130：获取质子交换膜燃料电池在之前的设定时间段内的平均功率；S140：判断是否所述动力电池的SOC小于设定电量，且所述平均功率不小于第一设定功率；若是，则执行S150；S150：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第一执行功率；S160：基于所述第一执行功率确定第一预计温度；S170：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；S180：基于所述散热参数对所述第一预计温度进行修正并得到第一执行温度；S190：执行第一大功率增湿操作，包括:所述质子交换膜燃料电池以所述第一执行功率运行，且控制冷却液以所述第一执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池的控制方法，其特征在于，S140中，若所述动力电池的SOC不小于设定电量，或者，所述平均功率小于第一设定功率；则执行S200；S200：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第二执行功率，所述第二执行功率小于所述第一执行功率；S210：基于所述第二执行功率确定第二预计温度；S220：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；S230：基于所述散热参数对所述第二预计温度进行修正并得到第二执行温度；S240：执行第二大功率增湿操作，包括:所述质子交换膜燃料电池以所述第二执行功率运行，且控制冷却液以所述第二执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。3.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池的控制方法，其特征在于，S120中，若确定执行怠速增湿模式，则执行S250；S250：确定质子交换膜燃料电池的增湿功率为第三执行功率；S260：基于所述第三执行功率确定第三预计温度；S270：获取散热器的散热参数，所述散热参数包括散热器的功率和环境温度；S280：基于所述散热参数对所述第三预计温度进行修正并得到第三执行温度；S290：执行怠速增湿操作，包括：所述质子交换膜燃料电池以所述第三执行功率运行，且控制冷却液以所述第三执行温度进入所述质子交换膜燃料电池内。4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池的控制方法，其特征在于，所述质子交换膜燃料电池的控制方法还包括位于S190、S240、S290之后的：S300：累计执行所述第一大功率增湿操作的第一时长，累计执行所述第二大功率增湿操作的第二时长，累计执行所述怠速增湿操作的第三时长；S310：基于所述第一执行功率确定第一修正系数，基于所述第二执行功率确定第二修
正系数，基于所述第三执行功率确定第三修正系数；S320：计算增湿总时间；增湿总时间＝第一修正系数*第一时长+第二修正系数*第二时长+第三修正系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郗富强，刘焕东，陈温国，李志杰，曹孟雪，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：