[發明專利]多堆燃料電池控制方法、控制裝置、系統及車輛

有效

• 申請號: 202110441700.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113173108B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 李艷昆;梁建英;劉銘;田慶;李端凱
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種多堆燃料電池控制方法，其特征在于，包括：

在多堆燃料電池的啟動時間段內，將當前需求的功率平均分配至各燃料電池電堆；

在多堆燃料電池啟動后的運行時間段內，根據各燃料電池電堆的輸出電壓大小，得到當前時刻相應電堆的老化程度，再根據老化程度及下一時刻需求功率的改變量來為各燃料電池電堆分配下一時刻的功率變量，以使多堆燃料電池的老化程度趨于一致；

綜合考慮不同電堆各情況下的電壓衰減量，量化各電堆的實際老化程度，每個電堆下一時刻功率變量為：相應電堆的衰減因子與所有燃料電池電堆衰減因子之和的比值，再與下一時刻需求功率的改變量的乘積。

2.如權利要求1所述的多堆燃料電池控制方法，其特征在于，電堆的老化程度采用衰減因子來表征，衰減因子為電堆實際輸出電壓大小與理想輸出電壓大小的比值。

3.如權利要求1所述的多堆燃料電池控制方法，其特征在于，在多堆燃料電池啟動后的運行時間段內，各燃料電池電堆的輸出功率不超過相應理想輸出功率。

4.如權利要求1所述的多堆燃料電池控制方法，其特征在于，當前需求的功率為大于0的值。

5.如權利要求1所述的多堆燃料電池控制方法，其特征在于，當前需求的功率為大于0的值且大于所有燃料電池電堆輸出功率之和時，功率差額由多堆燃料電池中的蓄電池補償。

6.如權利要求1所述的多堆燃料電池控制方法，其特征在于，若當前需求的功率為小于0的值，則多堆燃料電池產生的額外能量全部由蓄電池吸收。

7.一種多堆燃料電池控制裝置，其特征在于，包括：

功率均分模塊，其用于在多堆燃料電池的啟動時間段內，將當前需求的功率平均分配至各燃料電池電堆；

功率變量分配模塊，其用于在多堆燃料電池啟動后的運行時間段內，根據各燃料電池電堆的輸出電壓大小，得到當前時刻相應電堆的老化程度，再根據老化程度及下一時刻需求功率的改變量來為各燃料電池電堆分配下一時刻的功率變量，以使多堆燃料電池的老化程度趨于一致；綜合考慮不同電堆各情況下的電壓衰減量，量化各電堆的實際老化程度，每個電堆下一時刻功率變量為：相應電堆的衰減因子與所有燃料電池電堆衰減因子之和的比值，再與下一時刻需求功率的改變量的乘積。

8.如權利要求7所述的多堆燃料電池控制裝置，其特征在于，在所述功率變量分配模塊中，電堆的老化程度采用衰減因子來表征，衰減因子為電堆實際輸出電壓大小與理想輸出電壓大小的比值。

9.如權利要求8所述的多堆燃料電池控制裝置，其特征在于，在所述功率變量分配模塊中，每個電堆下一時刻功率變量為：相應電堆的衰減因子與所有燃料電池電堆衰減因子之和的比值，再與下一時刻需求功率的改變量的乘積。

10.一種多堆燃料電池控制系統，其特征在于，包括隔離電信號采樣電路、性能及參數計算單元和策略制定控制單元；

所述策略制定控制單元，用于在多堆燃料電池的啟動時間段內，將當前需求的功率平均分配至各燃料電池電堆；

所述隔離電信號采樣電路，用于在多堆燃料電池啟動后的運行時間段內，采集各燃料電池電堆的輸出電壓大小并傳送至性能及參數計算單元；

所述性能及參數計算單元，用于基于各燃料電池電堆的輸出電壓大小計算當前時刻相應電堆的老化程度；

所述策略制定控制單元，還用于根據老化程度及下一時刻需求功率的改變量來為各燃料電池電堆分配下一時刻的功率變量，以使多堆燃料電池的老化程度趨于一致；綜合考慮不同電堆各情況下的電壓衰減量，量化各電堆的實際老化程度，每個電堆下一時刻功率變量為：相應電堆的衰減因子與所有燃料電池電堆衰減因子之和的比值，再與下一時刻需求功率的改變量的乘積。

11.如權利要求10所述的多堆燃料電池控制系統，其特征在于，在所述性能及參數計算單元中，電堆的老化程度采用衰減因子來表征，衰減因子為電堆實際輸出電壓大小與理想輸出電壓大小的比值。