燃料电池系统的控制方法技术方案

本申请提供一种燃料电池系统的控制方法，包括：获取入口温度

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统的控制方法


[0001]本申请属于辅助控制
，涉及一种燃料电池系统，特别是涉及一种燃料电池系统的控制方法
。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池
(PEMFC)
，也叫聚电解质燃料电池
(PEFC)
，是一种将还原剂与氧化剂的化学能直接转化为电能的装置
。
[0003]燃料电池在使用时，通常都需要一套相应的辅助系统，即燃料电池系统；燃料电池系统开机需要燃料电池水路入口温度达到特定的温度才能加载运行；目前对于该方面的对应措施通常为给燃料电池加一个
PTC
加热器，燃料电池开机时通过
PTC
加热让燃料电池温度达到启动所需的条件，再进行加载运行，该方法虽然可以解决问题，但是增加了系统成本以及复杂性
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种燃料电池系统的控制方法，用于解决现有上述
技术介绍
中指出的问题
。
[0005]本申请提供一种燃料电池系统的控制方法，应用于所述燃料电池系统的控制模块；所述燃料电池系统还包括：温度检测模块和电压监控模块；其中，所述温度检测模块用于检测燃料电池冷却水路入口温度；所述电压监控模块用于检测燃料电池所有的单体电压；定义一时刻下，所有的单体电压中的最大值与最小值之差为当前时刻对应的当前电压压差；所述燃料电池系统的控制方法包括：获取所述入口温度
、
所述当前电压压差及所述燃料电池的目标电流值；根据所述入口温度获取当前时刻对应的燃料电池输出电流的电流上限值；将所述电流上限值与所述目标电流值取小，作为所述输出电流的电流控制值，以基于所述电流控制值控制所述燃料电池；获取所述燃料电池的实时电流值；根据所述实时电流值获取当前时刻对应的目标电压压差；判断所述当前电压压差是否大于所述目标电压压差；若判断结果为是，则降低所述电流控制值，直至所述当前电压压差小于或等于所述目标电压压差；若判断结果为否，则等待所述入口温度升高后，更新所述电流上限值，直至所述电流上限值与所述目标电流值满足预设条件，以实现对所述燃料电池的控制
。
[0006]本申请中，采用调整电流控制值的方式，实现动态调整燃料电池的输出电流，有效解决了燃料电池启动时温度过低电流不能直接加载和电压压差超限的问题；通过优化算法实现，避免增加了燃料电池系统复杂度，提高了燃料电池系统稳定性
。
[0007]在一种实现方式中，在所述电流上限值与所述目标电流值满足预设条件后，所述燃料电池系统的控制方法还包括：根据所述实时电流值调节所述入口温度
。
[0008]在一种实现方式中，所述预设条件为：所述电流上限值减去所述目标电流值的差值大于第一预设阈值，和
/
或小于第二预设阈值
。
[0009]在一种实现方式中，在所述根据所述入口温度获取当前时刻对应的燃料电池输出
电流的电流上限值的步骤之前，所述方法还包括：获取不同温度与不同电流之间的第一对应关系，以基于所述入口温度和所述第一对应关系确定所述电流上限值；和
/
或在所述根据所述实时电流值获取当前时刻对应的目标电压压差的步骤之前，所述方法还包括：获取不同电流与不同电压压差之间的第二对应关系，以基于所述实时电流值和所述第二对应关系确定所述目标电压压差
。
[0010]在一种实现方式中，所述方法还包括：获取对所述燃料电池进行下线测试所得到的测试表；所述根据所述入口温度获取当前时刻对应的燃料电池输出电流的电流上限值包括：根据所述入口温度和所述测试表，确定所述电流上限值；和
/
或所述根据所述实时电流值获取当前时刻对应的目标电压压差包括：根据所述实时电流值和所述测试表，确定所述目标电压压差；所述测试表中包括：不同电流下，对应的温度和电压压差
。
[0011]在一种实现方式中，所述测试表中包括的温度为：温度下限值；所述测试表中包括的电压压差为：电压压差上限值；所述根据所述入口温度和所述测试表，确定所述电流上限值包括：从所述测试表中获取所述入口温度对应的电流值，为所述电流上限值；所述入口温度不小于所述电流上限值对应的温度下限值；和
/
或所述根据所述实时电流值和所述测试表，确定所述目标电压压差包括：若所述测试表中包括所述实时电流值，则从所述测试表中获取所述实时电流值对应的电压压差上限值，为所述目标电压压差；若所述测试表中不包括所述实时电流值，则基于所述实时电流值和所述测试表，并利用线性插值法确定所述目标电压压差
。
[0012]在一种实现方式中，所述对所述燃料电池的控制包括：对所述燃料电池的启动控制，和
/
或对所述燃料电池的加载控制
。
[0013]在一种实现方式中，获取所述当前电压压差包括：读取所述电压监控模块，获取所述当前电压压差；或获取所述最大值和所述最小值，以基于所述最大值和所述最小值获取所述当前电压压差
。
[0014]在一种实现方式中，所述降低所述电流控制值包括：于每周期内，以预设步长的速度降低所述电流控制值；所述预设步长为：每预设时间段内，降低预设电流值
。
[0015]在一种实现方式中，所述燃料电池系统的控制方法是针对每周期执行的
。
[0016]如上所述，本申请所述的燃料电池系统的控制方法，具有以下有益效果：
[0017](1)
与现有技术相比，本申请提供的控制方法，使得燃料电池在不同的输出电流工况下，能够满足其对应的工作温度范围；根据燃料电池冷却水路入口温度，设定燃料电池输出电流值，保证燃料电池以最快的速度自加热，同时避免低温过载
。
[0018](2)
本申请的燃料电池在启动和运行过程中，燃料电池单体间电压差需小于目标电压压差，该目标电压压差和输出电流相关；根据电压压差设定燃料电池输出电流最大值，可保证电压压差不超过限定值，保护燃料电池极板等物理结构
。
[0019](3)
本申请中，通过于温度和电压压差之间设计关联机制，当某一个或多个值发生变化时，可通过快速调整输出电流值，避免温度或电压差超限
。
[0020](4)
本申请通过燃料电池启动过程输出电流值的自动调整，可以实现燃料电池低温快速启动
。
附图说明
[0021]图1显示为本申请实施例所述的燃料电池系统的工作原理框图
。
[0022]图2显示为本申请实施例所述的燃料电池系统的控制方法的流程图
。
[0023]图3显示为本申请实施例所述的燃料电池系统的架构图
。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效
。
本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池系统的控制方法，其特征在于，应用于所述燃料电池系统的控制模块；所述燃料电池系统还包括：温度检测模块和电压监控模块；其中，所述温度检测模块用于检测燃料电池冷却水路入口温度；所述电压监控模块用于检测燃料电池所有的单体电压；定义一时刻下，所有的单体电压中的最大值与最小值之差为当前时刻对应的当前电压压差；所述燃料电池系统的控制方法包括：获取所述入口温度
、
所述当前电压压差及所述燃料电池的目标电流值；根据所述入口温度获取当前时刻对应的燃料电池输出电流的电流上限值；将所述电流上限值与所述目标电流值取小，作为所述输出电流的电流控制值，以基于所述电流控制值控制所述燃料电池；获取所述燃料电池的实时电流值；根据所述实时电流值获取当前时刻对应的目标电压压差；判断所述当前电压压差是否大于所述目标电压压差；若判断结果为是，则降低所述电流控制值，直至所述当前电压压差小于或等于所述目标电压压差；若判断结果为否，则等待所述入口温度升高后，更新所述电流上限值，直至所述电流上限值与所述目标电流值满足预设条件，以实现对所述燃料电池的控制
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，在所述电流上限值与所述目标电流值满足预设条件后，所述燃料电池系统的控制方法还包括：根据所述实时电流值调节所述入口温度
。3.
根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述预设条件为：所述电流上限值减去所述目标电流值的差值大于第一预设阈值，和
/
或小于第二预设阈值
。4.
根据权利要求1所述的燃料电池系统的控制方法，其特征在于，在所述根据所述入口温度获取当前时刻对应的燃料电池输出电流的电流上限值的步骤之前，所述方法还包括：获取不同温度与不同电流之间的第一对应关系，以基于所述入口温度和所述第一对应关系确定所述电流上限值；和
/
或在所述根据所述实时电流值获取当前时刻对应的目标电压压差的步骤之前，所述方法还包括：获取不同电流与不同电压压差之间的第二对应关系，以基于所述实时电流值和所述第二对应关系确定所述目标电压压差
。5.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世博，韩卫军，赵东，郭秀峰，马彪，
申请(专利权)人：氢荣上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：