燃料电池系统的控制方法、装置、介质、电子设备及车辆与流程

1.本公开涉及新能源车辆领域，具体地，涉及一种燃料电池系统的控制方法、装置、介质、电子设备及车辆。


背景技术：

2.如今，随着燃料电池车辆技术的日渐成熟，越来越多的人选择燃料电池车辆作为运载工具。燃料电池系统在运行过程中会产生大量的水，燃料电池车辆行驶在拥堵路段时，会排放出大量的水，造成路面积水，在寒冷天气下，甚至会造成路面结冰，带来安全隐患。
3.相关技术中，有根据后方车辆的高度控制燃料电池汽车的排水量的技术方案。但是，这种方案仍然会在后方车辆高度超出预定高度阈值时向路面上排出大量水，对后方车辆造成隐患。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种燃料电池系统的控制方法、装置、介质、电子设备及车辆，能够减少因燃料电池车辆尾排管道向路面排放大量的水而造成路面积水或结冰的情况发生。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种燃料电池系统的控制方法，包括：在车辆运行过程中，检测所述车辆的车速、所述车辆与后方障碍物的距离及车外温度；若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且所述车外温度低于预设的温度阈值，则控制所述燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态；在所述燃料电池系统处于所述小功率发电状态或者所述怠速状态的情况下，若所述车辆与后方障碍物的距离大于所述第一距离阈值的持续时长大于预定的第二时长或者所述车辆的车速大于预定的第二速度阈值，则控制所述燃料电池系统的发电功率增大。
6.可选地，所述方法还包括：获取动力电池的荷电状态；所述若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且所述车外温度低于预设的温度阈值，则控制所述燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，包括：若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于所述第一距离阈值的持续时长大于所述第一时长，所述车外温度低于预设的温度阈值，且所述动力电池的荷电状态大于预定的第一荷电状态阈值，则控制所述燃料电池系统进入所述小功率发电状态或者所述怠速状态。
7.可选地，所述方法还包括：若所述车辆的车速小于所述第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于所述第一距离阈值的持续时长大于所述第一时长，且所述动力电池的荷电状态小于预定的第
二荷电状态阈值，则控制所述燃料电池系统为所述动力电池充电。
8.可选地，所述控制所述燃料电池系统的发电功率增大，包括：将所述燃料电池系统的工作状态由所述怠速状态转换到所述小功率发电状态；或者将所述燃料电池系统的工作状态由所述小功率发电状态转换到大功率发电状态。
9.可选地，所述方法还包括：获取整车需求功率；在所述整车需求功率大于预定的功率阈值的情况下，控制所述燃料电池系统的工作状态为大功率发电状态；所述若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且所述车外温度低于预设的温度阈值，则控制所述燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，包括：在所述整车需求功率小于所述功率阈值的情况下，若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且所述车外温度低于预设的温度阈值，则控制所述燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
10.本公开还提供一种燃料电池系统的控制装置，所述装置包括：检测模块，用于在车辆运行过程中，检测所述车辆的车速、所述车辆与后方障碍物的距离及车外温度；第一控制模块，用于若所述车辆的车速小于预定的第一速度阈值，所述车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且所述车外温度低于预设的温度阈值，则控制所述燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态；第二控制模块，用于在所述燃料电池系统处于所述小功率发电状态或者所述怠速状态的情况下，若所述车辆与后方障碍物的距离大于所述第一距离阈值的持续时长大于预定的第二时长或者所述车辆的车速大于预定的第二速度阈值，则控制所述燃料电池系统的发电功率增大。
11.本公开还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述燃料电池系统的控制方法的步骤。
12.本公开还提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述燃料电池系统的控制方法的步骤。
13.本公开还提供一种车辆，包括控制器，所述控制器被配置为执行上述燃料电池系统的控制方法。
14.可选地，所述车辆还包括排水收集装置，所述排水收集装置用于收集所述燃料电池系统排出的水。
15.通过上述技术方案，在车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，判定车辆当前处于拥堵路段或在停车位，暂时不需要进行发电或仅需小功率发电，同时车外温度较低，燃料电池车
辆尾排管道排出的水会结冰，此时控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，使燃料电池车辆尾排管道排出的水大幅减少，这样，能够减少因燃料电池车辆尾排管道向路面排放大量的水而造成路面积水或结冰的情况发生，减少了因路面积水或结冰造成的事故，同时也节约了能源。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是根据本公开一示例性实施例的一种燃料电池系统的控制方法的流程图。
17.图2是根据本公开一示例性实施例的一种燃料电池系统的控制装置的框图。
18.图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
20.图1是根据本公开一示例性实施例的一种燃料电池系统的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括步骤s101至步骤s103。
21.在步骤s101中，在车辆运行过程中，检测车辆的车速、车辆与后方障碍物的距离及车外温度。
22.在车辆运行过程可以是车辆高压上电期间，例如，车辆行驶在路面上、车辆在车库中倒车入库等。车辆的车速即为车辆当前的行驶速度，可以通过速度传感器来获取车辆的车速。车外温度是指车辆外部的温度，也就是环境温度，可以通过温度传感器获取车外温度。可以利用车载雷达来检测车辆与后方障碍物的距离。
23.在步骤s102中，若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
24.第一速度阈值可以是设计人员依据车辆使用经验预先设定的。例如，车辆行驶在拥挤路段或者停车内停车时，车辆的车速通常会小于20公里每小时，可以将第一速度阈值设定为20公里每小时。第一距离阈值可以是设计人员依据车辆使用经验预先设定的。例如，当车辆行驶在拥堵路段时，前车与后车之间的车距通常在3米内，又例如，当车辆在拥挤的停车场内停车时，与后方车辆的车距通常也会在3米之内，因此，可以将第一距离阈值预先设定为3米。
25.第一时长可以是设计人员依据车辆使用经验预先设定的。例如，可以依据经验将第一时长预定为30秒。当车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长时，可以认为车辆正处于拥堵路段或在停车位中。温度阈值可以是水结冰的温度，例如0℃。
26.在车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长的情况下，控制燃料电池系统进入小功率发电状态还是怠速状态可以依据燃料电池
系统自身的特性以及车辆的使用需求预先设定。小功率发电状态可以是燃料电池以最低发电功率发电，具体发电功率可以由自身参数（如12kw）决定，也可以由设计人员依据车辆用电情况设定为稍高于最低发电功率的值（如14kw）。怠速状态是指燃料电池系统在运行时不产生电能的状态。对于不具备怠速功能的燃料电池系统，在步骤s102中，可以控制燃料电池系统进入小功率发电状态。对于具备怠速功能的燃料电池系统，在动力电池剩余电量能够满足车辆用电需求的情况下，也可以设定在步骤s102中，控制燃料电池系统进入怠速状态。
27.在步骤s103中，在燃料电池系统处于小功率发电状态或者怠速状态的情况下，若车辆与后方障碍物的距离大于第一距离阈值的持续时长大于预定的第二时长或者车辆的车速大于预定的第二速度阈值，则控制燃料电池系统的发电功率增大。
28.第二时长可以是设计人员依据车辆使用经验预先设定的。例如，可以依据经验将第二时长预定为60秒。当车辆与后方障碍物的距离大于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第二时长时，可以认为车辆已经脱离拥挤的区域。此时，可以控制燃料电池系统的发电功率增大，燃料电池系统的发电功率增大的值可以依据车辆自身需求预先设定。第二速度阈值可以是设计人员依据车辆使用经验预先设定的。例如，在车辆以50公里每小时的速度行驶，车辆燃料电池系统产生的水排向路面时，排出的水并不会在路面上形成积水，也就不会有车辆排出的水在路面上结冰的情况发生，因此，可以将第二速度阈值设置为50公里每小时。
29.通过上述技术方案，在车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长时，判定车辆当前处于拥堵路段或在停车位，暂时不需要进行发电或仅需小功率发电，同时车外温度较低，燃料电池车辆尾排管道排出的水会结冰，此时控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，使燃料电池车辆尾排管道排出的水大幅减少，这样，能够减少因燃料电池车辆尾排管道向路面排放大量的水而造成路面积水或结冰的情况发生，减少了因路面积水或结冰造成的事故，同时也节约了能源。
30.在又一实施例中，方法还包括：获取动力电池的荷电状态；若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，包括：若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于第一距离阈值的持续时长大于第一时长，车外温度低于预设的温度阈值，且动力电池的荷电状态大于预定的第一荷电状态阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
31.荷电状态（state of charge，soc）用于表示电池的剩余电量。第一荷电状态阈值可以由设计人员依据车辆自身能耗参数和车辆使用经验预先设定。当燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态时，车辆消耗的电能将主要由动力电池提供，因此，在控制燃料电池进入小功率发电状态或者怠速状态之间，可以先确认动力电池存储有较多的电量（例如，动力电池荷电状态为45%）。示例地，可以将第一荷电状态阈值设定为45%。
32.在该实施例中，在控制燃料电池系统进入小功率或者怠速状态之前，确认动力电池的荷电状态大于第一荷电状态阈值，这样，在控制燃料电池进入小功率发电状态或者怠速状态时，动力电池中储备了足够的电能供给车辆使用。
33.在又一实施例中，方法还包括：若车辆的车速小于第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于第一距离阈值的持续时长大于第一时长，且动力电池的荷电状态小于预定的第二荷电状态阈值，则控制燃料电池系统为动力电池充电。
34.第二荷电状态阈值是设计人员预先设定的，例如可以预先设定第二荷电状态阈值为35%。当动力电池的荷电状态小于第二荷电状态阈值时，可以认为动力电池剩余的电量已经不足，此时，控制燃料电池系统为动力电池充电。
35.在该实施例中，在车辆处于拥堵路段或停车位，且动力电池内剩余电量较少时，控制燃料电池系统为动力电池充电，以避免动力电池电能过低，保证车辆能够正常使用。
36.在又一实施例中，控制燃料电池系统的发电功率增大，包括：将燃料电池系统的工作状态由怠速状态转换到小功率发电状态；或者将燃料电池系统的工作状态由小功率发电状态转换到大功率发电状态。
37.大功率发电状态可以是指燃料电池系统以大于预定功率的功率发电的状态，例如最大发电功率为50kw的燃料电池系统以40kw以上的功率发电。
38.在该实施例中，可以在需要控制燃料电池系统的发电功率增大时，依据燃料电池系统在发电功率增大前的工作状态，将其工作状态转化为小功率发电状态或者大功率发电状态，使得对燃料电池系统的发电功率的控制更加符合车辆使用需求。
39.在又一实施例中，方法还包括：获取整车需求功率；在整车需求功率大于预定的功率阈值的情况下，控制燃料电池系统的工作状态为大功率发电状态；若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，包括：在整车需求功率小于功率阈值的情况下，若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
40.整车需求功率是指车辆当前需求的功率，包括输出给动力系统和车上其他用电设备使用的功率。功率阈值可以由设计人员依据经验来设定。例如，可以将车辆以50公里每小时的速度行驶在城市道路中的用电功率设定为功率阈值。当车辆的整车需求功率大于功率阈值时燃料电池系统以小功率发电状态或者怠速状态工作可能不能满足车辆的用电需求此时可以控制燃料电池系统的工作状态为大功率发电状态。在整车需求功率小于功率阈值的情况下，说明车辆用电需求不大，可以控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
41.在该实施例中，可以依据整车需求功率控制燃料电池系统的发电功率进入小功率发电状态或者怠速状态，使燃料电池系统的发电功率更好地满足车辆的用电需求。
42.图2是根据本公开一示例性实施例的一种燃料电池系统的控制装置200的框图。如图2所示，该燃料电池系统的控制装置200包括检测模块201、第一控制模块202和第二控制模块203。
43.检测模块201用于在车辆运行过程中，检测车辆的车速、车辆与后方障碍物的距离
及车外温度。
44.第一控制模块202用于若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
45.第二控制模块203用于在燃料电池系统处于小功率发电状态或者怠速状态的情况下，若车辆与后方障碍物的距离大于第一距离阈值的持续时长大于预定的第二时长或者车辆的车速大于预定的第二速度阈值，则控制燃料电池系统的发电功率增大。在又一实施例中，该燃料电池系统的控制装置200还包括第一获取模块。
46.第一获取模块用于获取动力电池的荷电状态。
47.第一控制模块202进一步用于若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于第一距离阈值的持续时长大于第一时长，车外温度低于预设的温度阈值，且动力电池的荷电状态大于预定的第一荷电状态阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
48.在又一实施例中，该燃料电池系统的控制装置200还包括第三控制模块。
49.第三控制模块用于若车辆的车速小于第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于第一距离阈值的持续时长大于第一时长，且动力电池的荷电状态小于预定的第二荷电状态阈值，则控制燃料电池系统为动力电池充电。
50.在又一实施例中，第二控制模块203还包括第一转换子模块和第二转换子模块。
51.第一转换子模块用于将燃料电池系统的工作状态由怠速状态转换到小功率发电状态。
52.第二转换子模块用于将燃料电池系统的工作状态由小功率发电状态转换到大功率发电状态。
53.在又一实施例中，该燃料电池系统的控制装置200还包括第二获取模块和第四控制模块。
54.第二获取模块用于获取整车需求功率。
55.第四控制模块用于在整车需求功率大于预定的功率阈值的情况下，控制燃料电池系统的工作状态为大功率发电状态。
56.该实施例中，第一控制模块202进一步用于在整车需求功率小于功率阈值的情况下，若车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，且车外温度低于预设的温度阈值，则控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态。
57.关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
58.通过上述技术方案，在车辆的车速小于预定的第一速度阈值，车辆与后方障碍物的距离小于预定的第一距离阈值的持续时长大于预定的第一时长，判定车辆当前处于拥堵路段或在停车位，暂时不需要进行发电或仅需小功率发电，同时车外温度较低，燃料电池车辆尾排管道排出的水会结冰，此时控制燃料电池系统进入小功率发电状态或者怠速状态，使燃料电池车辆尾排管道排出的水大幅减少，这样，能够减少因燃料电池车辆尾排管道向路面排放大量的水而造成路面积水或结冰的情况发生，减少了因路面积水或结冰造成的事
故，同时也节约了能源。本公开还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述燃料电池系统的控制方法的步骤。
59.本公开还提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述燃料电池系统的控制方法的步骤。
60.本公开还提供一种车辆，包括控制器，所述控制器被配置为执行上述燃料电池系统的控制方法。
61.在又一实施例中，上述车辆还包括排水收集装置，所述排水收集装置用于收集所述燃料电池系统排出的水。
62.图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备300的框图。如图3所示，该电子设备300可以包括：处理器301，存储器302。该电子设备300还可以包括多媒体组件303，输入/输出（i/o）接口304，以及通信组件305中的一者或多者。
63.其中，处理器301用于控制该电子设备300的整体操作，以完成上述的燃料电池系统的控制方法中的全部或部分步骤。存储器302用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备300的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备300上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（static random access memory，简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read-only memory，简称eprom），可编程只读存储器（programmable read-only memory，简称prom），只读存储器（read-only memory，简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件303可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器302或通过通信组件305发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。i/o接口304为处理器301和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件305用于该电子设备300与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi-fi，蓝牙，近场通信（near field communication，简称nfc），2g、3g、4g、nb-iot、emtc、或其他5g等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件305可以包括：wi-fi模块，蓝牙模块，nfc模块等等。
64.在一示例性实施例中，电子设备300可以被一个或多个应用专用集成电路（application specific integrated circuit，简称asic）、数字信号处理器（digital signal processor，简称dsp）、数字信号处理设备（digital signal processing device，简称dspd）、可编程逻辑器件（programmable logic device，简称pld）、现场可编程门阵列（field programmable gate array，简称fpga）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的燃料电池系统的控制方法。
65.在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该
程序指令被处理器执行时实现上述的燃料电池系统的控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器302，上述程序指令可由电子设备300的处理器301执行以完成上述的燃料电池系统的控制方法。
66.在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的燃料电池系统的控制方法的代码部分。
67.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
68.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
69.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。