一种车载双燃料电池的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种车载双燃料电池的控制方法及系统，包括如下步骤，

【技术实现步骤摘要】
一种车载双燃料电池的控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种车载双燃料电池的控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]燃料电池多应用于大型车辆（如重型客车
、
重型工程车等），由于大型车需要较大的输出功率，通常使用两个或两个以上的燃料电池来满足动力输出，采用多个燃料电池可以避免单个燃料电池大型化带来的弊端，但是采用多个燃料电池也增加了整体协调控制的难度，尤其是多燃料电池的功率输出控制难以控制
。
[0003]目前燃料电池车辆均采用燃料电池
‑
动力电池的混合动力系统控制方案（基于动力电池的电池剩余容量分段标定燃料电池的发电功率），其中，燃料电池作为主要电源，动力电池作为辅助电源，共同满足车辆的动力输出和能量回收，但是，当前的控制方案并没有考虑车辆搭载有多个燃料电池时如何对每个燃料电池进行区别控制，由于每个燃料电池的状态不同，其对应的衰减程度也不同，若均采用相同的控制方案，会导致衰减程度高的燃料电池过早衰退，从而影响车辆的正常行驶
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决上述问题而提供一种车载双燃料电池的控制方法及系统，解决现有控制方法单一化，不能区别控制不同衰减程度燃料电池的问题
。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种车载双燃料电池的控制方法，包括如下步骤：
S1
：基于动力电池的电池剩余容量，设置两种能量控制策略，两种能量控制策略分别用于控制两燃料电池的变载频率；
S2
：判断两燃料电池电堆的衰减程度，将衰减程度低的燃料电池定义为低衰减燃料电池，衰减程度高的燃料电池定义为高衰减燃料电池；
S3
：高衰减燃料电池与低衰减燃料电池分别选择与之相匹配的能量控制策略，使得低衰减燃料电池的变载频率高于高衰减燃料电池的变载频率
。
[0006]优选的，所述步骤
S1
中两种能量控制策略分别为第一能量控制策略和第二能量控制策略；所述第一能量控制策略包括如下步骤：将动力电池的电池剩余容量分为
n
个区间；将燃料电池的发电功率分为与所述
n
个区间一一对应的
n
个阶段；动力电池的电池剩余容量与燃料电池的发电功率呈反比关系，根据动力电池的电池剩余容量匹配对应的燃料电池发电功率；其中，
n
为大于1的正整数；所述第二能量控制策略包括如下步骤：
将动力电池的电池剩余容量分为
m
个区间；将燃料电池的发电功率分为与所述
m
个区间一一对应的
m
个阶段；动力电池的电池剩余容量与燃料电池的发电功率呈反比关系，根据动力电池的电池剩余容量匹配对应的燃料电池发电功率；其中，
m
为大于1的正整数，且
m
大于
n。
[0007]优选的，步骤
S2
中判断两燃料电池电堆的衰减程度包括如下步骤：设置阈值；启动两燃料电池，将两燃料电池拉载至相同的电堆电流，保持其他运行参数相同；计算两燃料电池的电堆平均单电压差值，将所得电堆平均单电压差值与阈值比较；当电堆平均单电压差值大于阈值时，定义电堆平均单电压更高的燃料电池为低衰减燃料电池，电堆平均单电压更低的燃料电池为高衰减燃料电池
。
[0008]优选的，当两燃料电池的电堆平均单电压差值小于阈值时，比较两燃料电池的电堆单电压均低差的差值，定义电堆单电压均低差更小的燃料电池为低衰减燃料电池，电堆单电压均低差更大的燃料电池为高衰减燃料电池
。
[0009]优选的，两燃料电池的其他运行参数包括空气流量
、
空气压力
、
氢气压力和电堆温度
。
[0010]优选的，所述阈值设定在
0.04V
‑
0.06V
之间
。
[0011]优选的，高衰减燃料电池选择第一能量控制策略为车辆提供动力输出，低衰减燃料电池选择第二能量控制策略为车辆提供动力输出
。
[0012]一种车载双燃料电池系统，使用所述的控制方法，包括动力电池
、
第一燃料电池系统
、
第二燃料电池系统
、
逆变器和驱动电机；所述动力电池
、
第一燃料电池系统和第二燃料电池系统分别与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端与驱动电机连接
。
[0013]优选的，所述第一燃料电池系统包括第一燃料电池和第一
DC/DC
升压转换器；所述第一燃料电池的输出端与所述第一
DC/DC
升压转换器的输入端连接，所述第一
DC/DC
升压转换器的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述第一
DC/DC
升压转换器用于提高第一燃料电池的输出电压；所述第二燃料电池系统包括第二燃料电池和第二
DC/DC
升压转换器；所述第二燃料电池的输出端与所述第二
DC/DC
升压转换器的输入端连接，所述第二
DC/DC
升压转换器的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述第二
DC/DC
升压转换器用于提高第二燃料电池的输出电压
。
[0014]优选的，所述动力电池
、
第一燃料电池系统和第二燃料电池系统并联设置于所述逆变器的输入端
。
[0015]本专利技术的贡献在于：高衰减燃料电池与低衰减燃料电池分别选择两能量控制策略中与之相匹配的能量控制策略，使得低衰减燃料电池的变载频率高于高衰减燃料电池的变载频率，从而提高了动力电池的稳定性，既能保证提供给车辆的动力输出稳定，又能减缓高衰减燃料电池的衰减速度，起到保护高衰减燃料电池的目的，从而延长燃料电池的使用寿命
。
附图说明
[0016]图1是本专利技术车载双燃料电池的控制方法的示意图；图2是本专利技术第一能量控制策略和第二能量控制策略的其中一实施例的示意图；图3是本专利技术第一能量控制策略和第二能量控制策略的另一实施例（与图2区别在于
m
取值不同）的示意图；图4是本专利技术判断燃点电池衰减程度方法的示意图；图5是本专利技术动力电池的电池剩余容量和燃料电池的发电功率之间的示意图；图6是本专利技术车载双燃料电池系统的示意图；其中：动力电池
10、
第一燃料电池系统
20、
第一燃料电池
21、
第一
DC/DC
升压转换器
22、
第二燃料电池系统
30、
第二燃料电池
31、
第二
DC/DC
升压转换器
32、
逆变器
40、
驱动电机
50。
具体实施方式
[0017]下列实施例是对本专利技术的进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种车载双燃料电池的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：基于动力电池的电池剩余容量，设置两种能量控制策略，两种能量控制策略分别用于控制两燃料电池的变载频率；
S2
：判断两燃料电池电堆的衰减程度，将衰减程度低的燃料电池定义为低衰减燃料电池，衰减程度高的燃料电池定义为高衰减燃料电池；
S3
：高衰减燃料电池与低衰减燃料电池分别选择与之相匹配的能量控制策略，使得低衰减燃料电池的变载频率高于高衰减燃料电池的变载频率
。2.
根据权利要求1所述的一种车载双燃料电池的控制方法，其特征在于：所述步骤
S1
中两种能量控制策略分别为第一能量控制策略和第二能量控制策略；所述第一能量控制策略包括如下步骤：将动力电池的电池剩余容量分为
n
个区间；将燃料电池的发电功率分为与所述
n
个区间一一对应的
n
个阶段；动力电池的电池剩余容量与燃料电池的发电功率呈反比关系，根据动力电池的电池剩余容量匹配对应的燃料电池发电功率；其中，
n
为大于1的正整数；所述第二能量控制策略包括如下步骤：将动力电池的电池剩余容量分为
m
个区间；将燃料电池的发电功率分为与所述
m
个区间一一对应的
m
个阶段；动力电池的电池剩余容量与燃料电池的发电功率呈反比关系，根据动力电池的电池剩余容量匹配对应的燃料电池发电功率；其中，
m
为大于1的正整数，且
m
大于
n。3.
根据权利要求2所述的一种车载双燃料电池的控制方法，其特征在于，步骤
S2
中判断两燃料电池电堆的衰减程度包括如下步骤：设置阈值；启动两燃料电池，将两燃料电池拉载至相同的电堆电流，保持其他运行参数相同；计算两燃料电池的电堆平均单电压差值，将所得电堆平均单电压差值与阈值比较；当电堆平均单电压差值大于阈值时，定义电堆平均单电压更高的燃料电池为低衰减燃料电池，电堆平均单电压更低的燃料电池为高衰减燃料电池
。4.
根据权利要求3所述的一种车载双燃料电池的控制方法，其特征在于：当两燃料电池的电堆平均单电压差值小于阈值时，比较两燃料电池的电堆单电压均低差的差值，定义电堆单电压均低...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭昂，陈增，钱伟，
申请(专利权)人：佛山市清极能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：