燃料电池发动机系统功率加载控制方法、存储介质及车辆与流程

1.本发明涉及燃料电池发动机系统技术领域，特别是涉及一种燃料电池发动机系统功率加载控制方法、存储介质及车辆。


背景技术：

2.目前氢燃料电池发动机系统的加载速率都是恒定的，并且加减载过程只考虑空气流量对电堆加减载的影响。
3.而在实际状态下，氢燃料电池的寿命在不同工况下受到工作环境的影响是很严重的。尤其是流量、压力和温度，但是目前系统加减载只考虑了空气路流量的影响，忽略了其他因素，可能导致虽然空气流量达到目标功率的要求，但是电堆却没有能力输出目标功率，而是在等待其他条件满足后才能输出目标功率，导致系统响应慢，影响电堆的寿命。
4.另外，现有技术中没有考虑整车搭载动力电池的作用，在低速、小油门加速下，动力电池是完全可以满足整车动力的，此时应让电堆在稳定点工作，以便增加电堆的使用寿命。
5.当车辆处于低速状态，油门踏板踩下速度较缓，并且油门踏板踩下角度较小时，此时燃料电池发动机系统采用较小的加载功率，整车动力主要靠动力电池提供；
6.当车辆处于中高速时，油门踏板踩下速度较缓时，并且油门踏板踩下角度变化较小时，此时燃料电池发动机系统采用较大的加载功率，整车动力由动力电池和燃料电池共同提供；
7.当车辆处于低速状态，油门踏板踩下速度较快时，此时燃料电池发动机系统采用较大的加载功率，整车动力由动力电池和燃料电池共同提供；
8.当车辆处于低速，油门踏板踩下速度很快时，此时燃料电池发动机系统采用最大加载功率；
9.当车辆处于中高速时，油门踏板踩下速度较快或者很快时，此时燃料电池发动机系统采用最大加载功率，以最快的方式补充动力电池在加速后期动力源不足的问题。
10.鉴于上述现有技术的缺点，本发明提供一种燃料电池发动机系统快速加载策略，加载时不仅考虑到气体的供应满足系统要求，同时考虑到气体的压力、温度，以及电堆入口温度对系统性能和耐久性的影响，不仅满足整车动力性，而且可以大大延长系统的使用寿命。
11.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于提供一种燃料电池发动机系统功率加载控制方法、存储介质及车辆，该方法在保证加载速度的同时，延长了燃料电池的使用寿命。
13.本发明提供一种燃料电池发动机系统功率加载控制方法，所述燃料电池发动机系统功率加载控制方法；该方法包括以下步骤：
14.s1：获取燃料电池发动机系统的当前功率p0，以及整车请求目标功率p
t
，并进入s2步骤；
15.s2：选取参比因素，并根据所述参比因素获取该参比因素的当前参数，根据所述当前功率p0，以及选取的所述参比因素的当前参数，得到该参比因素可允许的所述燃料电池发动机系统输出的最大功率，并进入s3步骤；
16.s3：对每一所述参比因素可允许的所述燃料电池发动机系统输出的最大功率进行比较，选取当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
，所述当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
为多个所述参比因素对应的所述燃料电池发动机系统输出的最大功率中的最小值，并进入s4步骤；
17.s4：比较所述当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
与所述当前功率p0的大小；
18.若p
lmax
＜p0，将所述当前功率p0增加一个调整功率ps，然后将调整后的值带入步骤s2内，重复进行判断；
19.若p
lmax
≥p0，在所述当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
的基础上增加一个所述调整功率ps，得到新的当前功率p
0n
，并将所述燃料电池发动机系统输出的当前功率调整至p
0n
，并进入s5步骤；
20.s5：比较所述新的当前功率p
0n
与所述整车请求目标功率p
t
的大小；
21.若p
0n
＞p
t
，所述燃料电池发动机系统功率加载完成；
22.若p
0n
＜p
t
，将所述新的当前功率p
0n
作为当前功率带入步骤s2内，重复进行判断，直至p
0n
≥p
t
。
23.进一步地，所述参比因素为阴极压力、阴极流量、阴极温度、阳极压力、阳极温度及冷却水入堆温度中的一种或多种。
24.进一步地，所述参比因素为阴极压力、阴极流量、阴极温度、阳极压力、阳极温度及冷却水入堆温度，在所述当前功率p0下，结合存储于系统内的数据集，得到当前阴极压力准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lpair
、阴极流量准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lmfair
、阴极温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
ltair
、阳极压力准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lph2
、阳极温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lth2
、冷却水入堆温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
ltinh2o
，所述p
lmax
＝min{p
lpair
、p
lmfair
、p
ltair
、p
lph2
、p
lth2
、p
ltinh2o
}。
25.进一步地，所述ps为设定的所述燃料电池发动机系统单位时间内最大的加载功率。
26.一种计算机存储介质，包括计算机程序，所述计算机程序被执行时，执行上述的燃料电池发动机系统功率加载控制方法对所述燃料电池发动机系统的功率进行加载。
27.一种车辆，该车辆采用上述的燃料电池发动机系统功率加载控制方法对车辆进行控制。
28.本发明提供的燃料电池发动机系统功率加载控制方法，在加载过程中，考虑到燃料电池是受到多个参比因素的影响，增加参比因素判断条件，确定当前状态下燃料电池发动机系统准许输出的最大功率，在保证加载速度的同时，延长了燃料电池的使用寿命。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的燃料电池发动机系统功率加载控制方法流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
31.本发明的目的在于提供一种燃料电池发动机系统功率加载控制方法、存储介质及车辆，该方法在保证加载速度的同时，延长了燃料电池的使用寿命。
32.图1是本发明实施例提供的燃料电池发动机系统功率加载控制方法流程图。请参阅图1，本发明提供的燃料电池发动机系统功率加载控制方法包括以下步骤：
33.s1：获取燃料电池发动机系统(fcs)当前功率p0，以及整车请求目标功率p
t
，并进入s2步骤；
34.s2：选取参比因素，并根据参比因素获取该参比因素的当前参数，根据当前功率p0，以及参比因素的当前参数，得到该参比因素可允许的燃料电池发动机系统输出的最大功率，并进入s3步骤；
35.在本实施例中，参比因素可以为阴极压力、阴极流量、阴极温度、阳极压力、阳极温度及冷却水入堆温度等。可以理解地，该参比因素的当前参数为当前阴极压力、当前阴极流量、当前阴极温度、当前阳极压力、当前阳极温度及当前冷却水入堆温度等。参比因素可以在事先进行设定，可以理解地，其可以为上述参比因素中的一种或多种。
36.在燃料电池发动机系统中，在同一当前功率p0下，每一参比因素根据当前参数的不同，其所允许的燃料电池发动机系统输出的最大功率也不同，每一当前功率及该参比因素的当前参数均会与一个最大输出功率相对应。而该对应关系可以通过事先对燃料电池发动机系统进行标定而得到，在使用时，只需要获知当前功率及参比因素的当前参数，即可通过存储于系统内的数据集而得到该参比因素能够允许的燃料电池发动机系统所输出的最大功率。
37.也即，根据当前功率p0，可以得出当前阴极压力准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lpair
、阴极流量准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lmfair
、阴极温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
ltair
、阳极压力准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lph2
、阳极温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
lth2
、冷却水入堆温度准许燃料电池发动机系统发出的最大功率p
ltinh2o
；
38.s3：对每一参比因素可允许的燃料电池发动机系统输出的最大功率进行比较，选取当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
，当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
为多个参比因素对应的最大功率中的最小值，并进入s4步骤；
39.在本实施例中，当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
＝min{p
lpair
、p
lmfair
、p
ltair
、p
lph2
、p
lth2
、p
ltinh2o
}；需要说明的是，p
lmax
＝min{p
lpair
、p
lmfair
、p
ltair
、p
lph2
、p
lth2
、p
ltinh2o
}公式的含义是取p
lpair
、p
lmfair
、p
ltair
、p
lph2
、p
lth2
及p
ltinh2o
中的最小值；将最小值作为当前燃料电池发动机系统准许输出的最大功率p
lmax
，该功率的选择可以防止该最大功率p
lmax
的施加对燃料电池发动机系统中的各零部件，如阴极、阳极等造成不良影响。
40.s4：比较当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
与当前功率p0的大小；
41.若p
lmax
＜p0，将当前功率p0增加一个调整功率ps，得到新的当前功率的值，并将新的值带入步骤s2内，重复进行判断；其中ps为设定的燃料电池发动机系统单位时间内最大的加载功率；也即在此步骤中新的当前功率p
0n
＝p0 ps。需要说明的是，在该步骤中，p
0n
＝p0 ps只是一个为了带入s2步骤内，进行新的p
lmax
选取的设定值，而此时燃料电池发动机系统输出的功率不会做改变。
42.若p
lmax
≥p0，在当前燃料电池发动机系统可输出的最大功率p
lmax
的基础上增加一个调整功率ps，得到新的当前功率p
0n
，并将系统的当前功率调整至p
0n
，在此步骤中，p
0n
＝p
lmax
ps，并进入步骤s5；也即，若p
lmax
≥p0，系统会将输出的功率调整至p
0n
。
43.通过s4步骤的判断，可以在提升功率时，充分考虑各参比因素的情况，减少因超过某一参比因素最大的功率承受的限制，而对系统的性能造成的损害。
44.s5：比较新的当前功率p
0n
与整车请求目标功率p
t
的大小；
45.若p
0n
＞p
t
，整车请求目标功率加载完成；
46.若p
0n
＜p
t
，将新的当前功率p
0n
作为当前功率带入s2步骤内，重复进行判断，直至p
0n
＞p
t
。
47.本发明还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括计算机程序，该计算机程序被执行时，执行上述的燃料电池发动机系统功率加载控制方法对燃料电池发动机系统的功率进行加载。
48.本发明还提供了一种车辆，该车辆采用上述的燃料电池发动机系统功率加载控制方法对车辆进行控制，关于该车辆的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
49.基于上文的描述可知，本发明优点在于：
50.1、本发明的燃料电池发动机系统功率加载控制方法，在功率加载时不仅考虑到气体的供应需要满足系统要求，同时考虑到气体的压力、温度，以及电堆入口温度等多个参比因素对系统性能和耐久性的影响，不仅满足整车动力性，而且可以大大延长系统的使用寿命。
51.2、本发明的燃料电池发动机系统功率加载控制方法，在加载过程中，考虑到燃料电池是受到多个参比因素的影响，增加参比因素的判断条件，确定当前状态下燃料电池发动机系统准许输出的最大功率，在保证加载速度的同时，延长了燃料电池的使用寿命。
52.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。