燃料电池的需求功率控制方法及装置与流程

1.本发明涉及燃气汽车技术领域，特别涉及一种燃料电池的需求功率控制方法及装置。


背景技术：

2.燃料汽车是新能源汽车领域的重要分类之一，其以无污染、无噪声、高效率等优点，深受各大整车厂重视。燃料汽车的动力源之一是燃料电池，燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
3.目前的燃料电池在使用的过程中，燃料电池的需求功率通常根据实际需求功率实时进行变换，而燃料电池无法快速响应多变的需求功率，易导致燃料电池工作不稳定，影响系统的使用寿命。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种燃料电池的需求功率控制方法及装置，应用本发明可以使得燃料电池的需求功率无需实时根据实际需求进行改变，保证了燃料电池工作的稳定，降低损伤，提高使用寿命。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.本技术第一方明公开一种燃料电池的需求功率控制方法，包括：
7.获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；
8.在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；
9.控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
10.上述的方法，可选的，所述基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率，包括：
11.将所述功率数据中的电机需求功率、辅机消耗功率以及动力电池最大可允许持续回馈功率进行求和运算，得到总需求功率；
12.基于所述总需求功率确定第一需求功率。
13.上述的方法，可选的，所述在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率，包括：
14.确定所述功率阈值表中的各个功率阈值区间；
15.基于所述第一需求功率在各个所述功率阈值区间中确定目标区间；
16.将所述目标区间的输出功率作为第二需求功率。
17.上述的方法，可选的，所述基于所述第一需求功率在各个所述功率阈值区间中确定目标区间，包括：
18.将所述第一需求功率与各个所述功率阈值区间逐一进行对比；
19.在各个所述功率阈值区间中确定所述第一需求功率所属的功率阈值区间；
20.将所述第一需求功率所属的功率阈值区间确定为目标区间。
21.上述的方法，可选的，还包括：
22.控制所述燃料电池在所述预设时长内基于所述第二需求功率输出功率。
23.本技术第二方面公开一种燃料电池的需求功率控制装置，包括：
24.获取单元，用于获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；
25.确定单元，用于在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；
26.控制单元，用于控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
27.上述的装置，可选的，所述获取单元，包括：
28.求和子单元，用于将所述功率数据中的电机需求功率、辅机消耗功率以及动力电池最大可允许持续回馈功率进行求和运算，得到总需求功率；
29.第一确定子单元，用于基于所述总需求功率确定第一需求功率。
30.上述的装置，可选的，所述确定单元，包括：
31.第二确定子单元，用于确定所述功率阈值表中的各个功率阈值区间；
32.第三确定子单元，用于基于所述第一需求功率在各个所述功率阈值区间中确定目标区间；
33.第四确定子单元，用于将所述目标区间的输出功率作为第二需求功率。
34.上述的装置，可选的，所述第三确定子单元，包括：
35.对比模块，用于将所述第一需求功率与各个所述功率阈值区间逐一进行对比；
36.第一确定模块，用于在各个所述功率阈值区间中确定所述第一需求功率所属的功率阈值区间；
37.第二确定模块，用于将所述第一需求功率所属的功率阈值区间确定为目标区间。
38.上述的装置，可选的，还包括：
39.输出单元，用于控制所述燃料电池在所述预设时长内基于所述第二需求功率输出功率。
40.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
41.本发明提供一种燃料电池的需求功率控制方法及装置，该方法包括：获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。基于功率数据确定第一需求功率，并在功率阈值表中确定第二需求功率，最后控制燃料电池在预设时长内的需求功率均为第二需求功率，燃料电池的需求功率无需根据实际需求实时的进行变化，由此保证了燃料电池功率工作的稳定，进而减少电池的损伤，提高系统的使用寿命。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
43.图1为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制方法的方法流程图；
44.图2为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制方法的另一方法流程图；
45.图3为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制方法的又一方法流程图；
46.图4为本发明实施例提供的一种功率阈值区间的示例图；
47.图5为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制装置的结构示意图；
48.图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.本发明应用于燃料汽车的控制系统，控制系统可由通用或专用的计算配置组成，具体如服务器计算机、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。本发明的执行主体可为燃料汽车的控制系统中的执行器或服务器。
52.参照图1，为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制方法的方法流程图，具体说明如下所述：
53.s101、获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率。
54.本发明实施例提供的方法中，第一需求功率为燃料电池在正常情况下实际功率需求最大值，燃料汽车的功率数据包括但不限于电机需求功率、辅机消耗功率、动力电池最大可允许持续回馈功率；优选的，在获取燃料电池的功率数据时，可通过传感器获取，不同的传感器获取不同的功率。本发明考虑了电机和辅机对需求功率的影响，使得最后得到的燃料电池的需求功率更符合当前的车况需求。
55.在确定燃料电池的第一需求功率时，将功率数据中的电机需求功率、辅机消耗功率以及动力电池最大可允许持续回馈功率进行求和运算，得到总需求功率；基于预设的运算规则，对总需求功率进行运算，得到第一需求功率，其中，第一需求功率小于或等于总需求功率。优选的，预设的运算规则具体如将总需求功率与预设的功率系数进行乘法运算，并将运算得到的积作为第一需求功率，其中功率系数为预设的常数，可根据实际需求进行设置；可选的预设的运算规则还可以是将总需求功率减去预设的功率值，并将得到的差作为第一需求功率；上述的运算规则仅为示例性的，只要总需求功率根据运算规则中的具体内
容进行运算后得到的第一需求功率小于或等于总需求功率，则该运算规则均可应用在本发明中。
56.s102、在预设的功率阈值表中确定与第一需求功率对应的第二需求功率。
57.第二需求功率为根据第一需求功率得到的功率值，进一步的，第二需求功率为燃料电池的需求功率需要跳变的功率值。
58.参照图2，为本发明另一实施例提供的确定第二需求功率的方法流程图，具体过程如下所述：
59.s201、确定功率阈值表中的各个功率阈值区间。
60.功率阈值表中包含多个功率阈值区间，具体如将0～60kw分成6段，各个功率阈值区间具体为：[0,10)、[10,20)、[10,20)、[20,30)、[30,40)、[50,60)，本发明中的各个功率阈值区间可根据实际需求进行划分。每个功率阈值区间存在固定的输出功率，优选的，本发明中将每个功率阈值区间中的最小值作为固定的输出功率，还可以将功率阈值区间的中间值作为固定的输出功率，可根据不同的需要进行设置。
[0061]
s202、基于第一需求功率在各个功率阈值区间中确定目标区间。
[0062]
参照图3，为本发明另一实施例提供的在各个功率阈值区间中确定目标区间的方法流程图，具体说明如下所述：
[0063]
s301、将第一需求功率与各个功率阈值区间逐一进行对比。
[0064]
s302、在各个功率阈值区间中确定第一需求功率所属的功率阈值区间。
[0065]
s303、将第一需求功率所属的功率阈值区间确定为目标区间。
[0066]
本发明实施例提供的方法中，将第一需求功率与各个功率阈值区间逐一进行对比，以便在各个功率阈值区间中确定第一需求功率所属的功率阈值区间，延续s201中所举例的功率阈值区间，假设第一需求功率为25kw，则确定第一需求功率所属的功率阈值区间为[20,30)，则将该功率阈值区间作为目标区间，进一步的，该目标区间的输出功率为20kw。
[0067]
s203、将所述目标区间的输出功率作为第二需求功率。
[0068]
本发明实施例提供的方法中，以图4为示例说明，图4为本发明实施提供的功率阈值区间的示例图，图中的横坐标为划分好的功率阈值区间，图中的功率阈值区间存在6个，分别为[0,10)、[10,20)、[10,20)、[20,30)、[30,40)、[50,60)；图中的纵坐标为每个功率阈值区间对应的输出功率，具体为：功率阈值区间[0,10)对应的输出功率为0kw；功率阈值区间[10,20)对应的输出功率为10kw；功率阈值区间[20,30)对应的输出功率为20kw；功率阈值区间[30,40)对应的输出功率为30kw；功率阈值区间[50,60))对应的输出功率为50kw，优选的，每个功率阈值区间的输出功率可作为功率点。通过确定第一需求功率所属的功率阈值区间，从而可以确定与第一需求功率对应的输出功率，并将该输出功率作为第二需求功率。
[0069]
本发明中的第二需求功率为燃料电池需要跳变的功率点，通过对燃料电池的需求功率进行分段，可以得到一定数量的功率点作为燃料电池正常工作的功率点，根据第一需求功率值在各功率点之间进行跳变。
[0070]
s103、控制燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
[0071]
本发明实施例提供的方法中，控制燃料电池的需求功率在预设时长内均为第二需求功率，换句话说，使得燃料电池的需求功率跳变为第二需求功率，并使燃料电池的需求功
率为第二需求功率的保持时长达到预设时长，需要说明的是，预设时长小于或等于动力蓄电池可承受的过充时长，进一步的，预设时长小于或等于功率蓄电池可承受的过充时长时，由此可以保护动力蓄电池。
[0072]
优选的，控制燃料电池在预设时长内的需求功率均为第二需求功率时，还会控制所述燃料电池在所述预设时长内基于所述第二需求功率输出功率，换言之，燃料电池在预设时长内会根据第二需求功率输出实际的功率，需要说明的是，燃料电池所输出的功率会在预设时长内逐渐接近第二需求功率。
[0073]
本发明实施例提供的方法中，在确定第二需求功率后，控制燃料电池的需求功率在预设时长内均为第二需求功率，从而尽可能保证了燃料电池的稳定工作，从而减少对动力蓄电池的过充和损伤，从而延长系统的使用寿命。
[0074]
优选的，在燃料电池的需求功率保持为第二需求功率的时长达到预设的时长后，可以重新燃料电池的第一需求功率，再重新确定第二需求功率，再将燃料电池的需求功率保持为重新确定的第二需求功率，直到保持的时间达到预设的时长后，返回重新确定燃料电池的第一需求功率，如此往复循环，使得燃料电池的需求功率不随实际功率的实时需求而实时变化，进而保证了燃料电池的稳定工作，减少燃料电池的损伤，延长使用时长。需要说明的时，在确定燃料电池的需求功率保持为第二需求功率的时长是否达到预设的时长的方式有多种，其中一种时使用计时器进行计时，当燃料电池的需求功率开始保持为第二需求功率时，计时器开始计时，当计时器的计时时长达到预设时长时，可确定燃料电池的需求功率保存为第二需求功率的时长已达到预设时长，需要重新确定第一需求功率，而重新确定第一需求功率时，计时器进行初始化。
[0075]
本发明实施例提供的方法中，通过对燃料电池的需求功率进行分段，取一定数量的功率点作为燃料电池正常工作的功率点，根据需求功率值在各功率点之间进行跳变，每次跳变后都在该功率点上强制维持一段时间不变，直到维持时间结束后，再根据需求功率选择下一功率点进行跳变，然后继续维持。由此可以解决目前因燃料电池无法快速响应多变的需求功率，出现动力电池实际充电功率大于动力电池可持续充电功率而导致功率电池过充故障的问题。
[0076]
本发明提供的燃料电池的需求功率的控制方法，对燃料汽车的改动较小，可以在短时间内调整燃料电池的需求功率，并让燃料电池稳定工作的同时，减少对动力蓄电池的过充和损伤，同时保护燃料电池和动力蓄电池，延长两者的使用寿命。
[0077]
本发明通过将燃料电池的需求功率进行分段，并且每段所对对应的输出功率为该段的最小值，可以防止最终的需求功率在持续时长内一开始就超限，并且每个需求功率点工作的时长在动力蓄电池可承受的过充时间范围内，保证了动力蓄电池不受损伤，解决了整车在大油门起步时，可能会出现燃料电池发的能量全部供应了电机的需求，而无法给动力蓄电池充电；整车制动时，可能会出现电机产生的制动能量和燃料电池发出的能量全部给动力蓄电池充电，从而超出了动力蓄电池可允许的持续回馈功率的限制，对动力蓄电池造成损伤的问题。
[0078]
与图1所示的方法相对应的，本发明实施例提供一种燃料电池的需求功率控制装置，该装置可应用于燃料汽车的控制系统中，用于支持图1所示的方法在实际生活中应用，参照图5，为本发明实施例提供的一种燃料电池的需求功率控制装置的结构示意图，具体说
明如下所述：
[0079]
获取单元501，用于获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；
[0080]
确定单元502，用于在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；
[0081]
控制单元503，用于控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
[0082]
本发明实施例提供的装置中，获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。基于功率数据确定第一需求功率，并在功率阈值表中确定第二需求功率，最后控制燃料电池在预设时长内的需求功率均为第二需求功率，燃料电池的需求功率无需根据实际需求实时的进行变化，由此保证了燃料电池功率工作的稳定，进而减少电池的损伤，提高系统的使用寿命。
[0083]
本发明实施例提供的装置中，所述获取单元501，可以配置为：
[0084]
求和子单元，用于将所述功率数据中的电机需求功率、辅机消耗功率以及动力电池最大可允许持续回馈功率进行求和运算，得到总需求功率；
[0085]
第一确定子单元，用于基于所述总需求功率确定第一需求功率。
[0086]
本发明实施例提供的装置中，所述确定单元502，可以配置为：
[0087]
第二确定子单元，用于确定所述功率阈值表中的各个功率阈值区间；
[0088]
第三确定子单元，用于基于所述第一需求功率在各个所述功率阈值区间中确定目标区间；
[0089]
第四确定子单元，用于将所述目标区间的输出功率作为第二需求功率。
[0090]
本发明实施例提供的装置中，所述第三确定子单元，可以配置为：
[0091]
对比模块，用于将所述第一需求功率与各个所述功率阈值区间逐一进行对比；
[0092]
第一确定模块，用于在各个所述功率阈值区间中确定所述第一需求功率所属的功率阈值区间；
[0093]
第二确定模块，用于将所述第一需求功率所属的功率阈值区间确定为目标区间。
[0094]
本发明实施例提供的装置中，该装置还可以配置为：
[0095]
输出单元，用于控制所述燃料电池在所述预设时长内基于所述第二需求功率输出功率。
[0096]
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行一下操作：
[0097]
获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；
[0098]
在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；
[0099]
控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
[0100]
本发明实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图6所示，具体包括存储器601，以及一个或者一个以上的指令602，其中一个或者一个以上指令602存储于存储器601中，且经配置以由一个或者一个以上处理器603执行所述一个或者一个以上指令602进行以下操作：
[0101]
获取燃料汽车的功率数据，基于所述功率数据确定燃料电池的第一需求功率；
[0102]
在预设的功率阈值表中确定与所述第一需求功率对应的第二需求功率；
[0103]
控制所述燃料电池在预设时长内的需求功率均为所述第二需求功率。
[0104]
上述各个实施例的具体实施过程及其衍生方式，均在本发明的保护范围之内。
[0105]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0106]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0107]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。