一种车辆燃料电池系统的控制方法和装置与流程

本发明涉及车辆控制，尤其涉及一种车辆燃料电池系统的控制方法和装置。

背景技术：

1、燃料电池系统在车辆功率急速变化等极端工况下，通常出现无法实时跟随功率变化的问题，导致系统控制效果差等问题。现有的解决方案一般为开环控制或对功率爬坡速率进行限制。

2、然而，针对第一种开环标定的情况，虽然前期控制问题不大，但是随着使用时间的增长，零部件和电堆均会出现性能衰减，而开环控制无法针对性能衰减进行及时的补偿以及修正，并且会降低系统的性能，同时这样还会给电堆造成不可逆的损坏，进而缩短电堆的寿命；而第二种通过限制功率变化速率的做法会严重影响车辆的动力性能和驾驶体验，或者只能通过加大动力电池的容量来满足车辆的动力性能，但是这样会加大车辆的造价成本以及空间布置。

技术实现思路

1、本发明提供了一种车辆燃料电池系统的控制方法和装置，以满足整车的功率请求，实现功率的快速响应和实时跟随。

2、根据本发明的一方面，提供了一种车辆燃料电池系统的控制方法，该车辆燃料电池系统的控制方法包括：

3、获取所述车辆的预测功率请求变化速率；

4、根据所述预测功率请求变化速率和预设功率变化速率确定所述燃料电池系统的控制模式；

5、若所述预测功率请求变化速率大于所述预设功率变化速率，则以第一控制模式控制所述燃料电池系统；

6、否则，以第二控制模式控制所述燃料电池系统。

7、可选地，所述燃料电池系统至少包括空压机和背压阀；

8、所述以第一控制模式控制所述燃料电池系统，包括：

9、根据所述预测功率请求变化速率调节所述车辆功率变化控制策略；

10、获取所述车辆的当前功率请求值，并结合调节后的所述车辆功率变化控制策略确定当前目标功率请求值；

11、根据所述当前目标功率请求值与所述空压机流量的对应关系确定所述空压机的目标调节流量；

12、根据所述当前目标功率请求值与所述背压阀压力的对应关系确定所述背压阀的目标调节压力；

13、并在按照所述目标调节压力调节所述背压阀压力时，加入预设修正系数以加快所述背压阀压力调节速率。

14、可选地，所述车辆功率变化控制策略为按照斜坡曲线控制所述车辆功率变化快慢；

15、所述根据所述预测功率请求变化速率调节所述车辆功率变化控制策略，包括：

16、根据所述预测功率请求变化速率，以及所述预测功率请求变化速率与所述斜坡曲线的斜率对应关系调节所述斜坡曲线的斜率，以调节所述车辆功率变化快慢。

17、可选地，所述预测功率请求变化速率与所述斜坡曲线的斜率对应关系为：

18、所述预测功率请求变化速率的快慢与所述斜坡曲线的斜率变化成正相关关系。

19、可选地，所述获取所述车辆的当前功率请求值，并结合调节后的所述车辆功率变化控制策略确定当前目标功率请求值，包括：

20、获取所述车辆的当前功率请求值，并结合斜率调节后的斜坡曲线确定当前目标功率请求值。

21、可选地，所述在按照所述目标调节压力调节所述背压阀压力时，加入预设修正系数以加快所述背压阀压力调节速率，包括：

22、在按照所述目标调节压力调节所述背压阀开度以调节背压阀压力时，将所述背压阀的开度乘以所述修正系数，以加快所述背压阀的压力调节速率。

23、可选地，所述燃料电池系统至少包括空压机和背压阀；

24、所述以第二控制模式控制所述燃料电池系统，包括：

25、获取所述车辆的当前功率请求值，并根据所述车辆功率变化控制策略确定当前目标功率请求值；

26、根据所述当前目标功率请求值与所述空压机流量的对应关系确定所述空压机的目标调节流量；

27、根据所述当前目标功率请求值与所述背压阀压力的对应关系确定所述背压阀的目标调节压力。

28、可选地，所述辆功率变化控制策略为按照斜坡曲线控制所述车辆功率变化快慢；

29、所述获取所述车辆的当前功率请求值，并根据所述车辆功率变化控制策略确定当前目标功率请求值，包括：

30、所述获取所述车辆的当前功率请求值，并根据所述斜坡曲线确定当前目标功率请求值；其中，所述斜坡曲线的斜率为固定值。

31、可选地，所述车辆包括：油门踏板和地图导航系统；

32、所述获取所述车辆的预测功率请求变化速率，包括：

33、根据所述油门踏板的开度和地图导航系统预测得到所述车辆的预测功率请求；

34、获取所述车辆的当前功率请求值；

35、根据所述车辆的预测功率请求和所述当前功率请求值得到预测功率请求变化速率。

36、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆燃料电池系统的控制装置，该车辆燃料电池系统的控制装置包括：

37、预测功率请求变化速率获取模块，用于获取所述车辆的预测功率请求变化速率；

38、燃料电池系统的控制模式确定模块，用于根据所述预测功率请求变化速率和预设功率变化速率确定所述燃料电池系统的控制模式；

39、若所述预测功率请求变化速率大于所述预设功率变化速率，则以第一控制模式控制所述燃料电池系统；

40、否则，以第二控制模式控制所述燃料电池系统。

41、本发明实施例的技术方案，通过提供一种车辆燃料电池系统的控制方法和装置，该车辆燃料电池系统的控制方法包括：获取车辆的预测功率请求变化速率；根据预测功率请求变化速率和预设功率变化速率确定燃料电池系统的控制模式；若预测功率请求变化速率大于预设功率变化速率，则以第一控制模式控制燃料电池系统；否则，以第二控制模式控制燃料电池系统。由此可知，通过该方法可以实现：根据整车的预测功率请求变化速率和预设功率变化速率合理选择触发燃料电池系统对应的控制模式，可以实现快速拉载并满足整车的功率请求，尤其是在功率频繁变化的工况下系统仍然可以实现功率的快速响应和实时跟随，进而可以减少对动力电池的依赖，同时延长电池和电推的使用寿命。

42、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统至少包括空压机和背压阀；

3.根据权利要求2所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述车辆功率变化控制策略为按照斜坡曲线控制所述车辆功率变化快慢；

4.根据权利要求3所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述预测功率请求变化速率与所述斜坡曲线的斜率对应关系为：

5.根据权利要求3所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述车辆的当前功率请求值，并结合调节后的所述车辆功率变化控制策略确定当前目标功率请求值，包括：

6.根据权利要求2所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述在按照所述目标调节压力调节所述背压阀压力时，加入预设修正系数以加快所述背压阀压力调节速率，包括：

7.根据权利要求1所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统至少包括空压机和背压阀；

8.根据权利要求7所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述辆功率变化控制策略为按照斜坡曲线控制所述车辆功率变化快慢；

9.根据权利要求1所述的车辆燃料电池系统的控制方法，其特征在于，所述车辆包括：油门踏板和地图导航系统；

10.一种车辆燃料电池系统的控制装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种车辆燃料电池系统的控制方法和装置。该车辆燃料电池系统的控制方法包括：获取车辆的预测功率请求变化速率；根据预测功率请求变化速率和预设功率变化速率确定燃料电池系统的控制模式；若预测功率请求变化速率大于预设功率变化速率，则以第一控制模式控制燃料电池系统；否则，以第二控制模式控制燃料电池系统。由此可知，通过该方法可以实现：根据整车的预测功率请求变化速率和预设功率变化速率合理选择触发燃料电池系统选择对应的控制模式，可以实现快速拉载并满足整车的功率请求，尤其是在功率频繁变化的工况下系统仍然可以实现功率的快速响应和实时跟随，进而可以减少对动力电池的依赖，同时延长电池和电推的使用寿命。

技术研发人员：刘亚坤,代沙沙,陈鹏
受保护的技术使用者：未势能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15