基于燃料电池系统的发电功率分配方法、控制器和燃料电池系统与流程

本发明涉及燃料电池，具体涉及基于燃料电池系统的发电功率分配方法、控制器和燃料电池系统。

背景技术：

1、燃料电池（fuel cell），特别是质子交换膜燃料电池（pemfc），凭借其无污染、比能高、噪音低、能量转化率高等优点，已被广泛应用于诸如燃料电池电动汽车、燃料电池备用电源等场景中。

2、随着科技的不断发展，对电源的要求也越来越多样化，比如在某些场景下需要电源能够向外提供大功率，此时单个燃料电池对外提供电时，可能难以满足大功率的要求，因此将多个燃料电池进行并联以作为燃料电池系统来对外供电，是燃料电池领域技术发展的重要方向。

3、在燃料电池系统中，各个并联的燃料电池之间如何进行发电功率的分配，是至关重要的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于燃料电池系统的发电功率分配方法、控制器和燃料电池系统，旨在一定程度上解决现有技术中的问题。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、本申请实施例提供了一种基于燃料电池系统的发电功率分配方法，所述燃料电池系统包括二次电池和n个并联的燃料电池，其中，n为大于1的正整数，所述方法包括：

4、确定所述燃料电池系统的外部需求功率、系统内部消耗功率和所述二次电池的实际充放电功率；

5、根据所述外部需求功率、所述系统内部消耗功率和所述实际充放电功率，确定所述燃料电池系统的总需求功率；

6、根据所述总需求功率以及目标功率区间，确定需要调用的燃料电池数量m，其中，所述目标功率区间关联各个燃料电池分别对应的最佳功率区间，m为大于或等于1的正整数，并且m小于或等于n；

7、从所述的n个并联的燃料电池中选取m个燃料电池，并且各自以发电功率p对外进行供电，其中，p的值根据所述总需求功率和m确定。

8、优选的，通过如下方式确定所述燃料电池系统的系统内部消耗功率：

9、获取所述燃料电池系统中燃电系统的消耗功率、储能变流器的消耗功率和其他核心器件的消耗功率；

10、根据所述燃电系统的消耗功率、所述储能变流器的消耗功率和所述其他核心器件的消耗功率，计算所述系统内部消耗功率。

11、优选的，通过如下方式确定所述二次电池的实际充放电功率：

12、psoc=(soc实际 - socbase)×p额定×ɑ；

13、其中，psoc为所述二次电池的实际充放电功率；soc实际为所述二次电池的实际电量；socbase为所述二次电池的基准电量；p额定为所述二次电池的额定功率；ɑ为权重因子，其中，ɑ大于0。

14、优选的，各个并联的燃料电池分别有对应的最佳功率区间；以及，

15、所述方法还包括：

16、确定各个并联的燃料电池，分别对应的最佳功率区间之间的交集，并将所述交集确定为所述目标功率区间。

17、优选的，各个并联的燃料电池分别有对应的最佳功率区间；以及，

18、所述方法还包括：

19、将任意一个燃料电池所对应的最佳功率区间，确定为所述目标功率区间。

20、优选的，所述目标功率区间具体为大于或等于pmin，并且小于或等于pmax；以及，

21、根据所述总需求功率以及目标功率区间，确定需要调用的燃料电池数量m，具体包括：

22、根据总需求功率、pmin和pmax，计算得到评估参数nmin、nmax、lmin和lmax；其中，nmin为所述总需求功率与pmin的比值取整，nmax为所述总需求功率与pmax的比值取整，lmin为所述总需求功率与pmin的比值取余，lmax为所述总需求功率与pmin的比值取余；

23、若nmin等于0，则m的值为1；

24、在nmin不等于0的情况下，若nmax大于n，则m的值为n；

25、在nmin大于0，并且nmax小于或等于n的情况下，若lmin等于0，则m的取值可以为nmin；

26、在nmin大于0、nmax小于或等于n，并且lmin不等于0的情况下，若lmax等于0，则m的取值可以为nmax；

27、在nmin大于0、nmax小于或等于n、lmin不等于0，并且lmax也不等于0的情况下，则m的取值可以为nmin。

28、优选的，在所选取出的m个燃料电池各自以发电功率p对外进行供电的过程中，若监测到所述的m个燃料电池中包括存在故障的燃料电池，所述方法还包括：重启存在故障的燃料电池。

29、优选的，若存在故障的燃料电池重启之后仍然存在故障，所述方法还包括：

30、将重启之后仍然存在故障的燃料电池的发电功率p，平均分配至所述的m个燃料电池中的其他燃料电池。

31、本申请还提供了一种控制器，所述控制器利用本申请实施例所提供的方法，对燃料电池系统中n个并联的燃料电池进行发电功率的分配，其中，燃料电池系统包括二次电池和n个并联的燃料电池。

32、本申请还提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括二次电池、n个并联的燃料电池和本申请实施例所提供的控制器。

33、在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本发明的优点在于：

34、采用本申请实施例所提供的，基于燃料电池系统的发电功率分配方法，该燃料电池系统包括二次电池和n个并联的燃料电池，该方法包括确定燃料电池系统的外部需求功率、系统内部消耗功率和二次电池的实际充放电功率，然后根据外部需求功率、系统内部消耗功率和该实际充放电功率，来确定该燃料电池系统的总需求功率，然后根据该总需求功率以及目标功率区间，确定需要调用的燃料电池数量m，其中，该目标功率区间关联各个燃料电池分别对应的最佳功率区间，然后从该n个并联的燃料电池中选取m个燃料电池，并且各自以发电功率p对外进行供电，p的值为该总需求功率与m的比值。因此，通过本申请实施例所提供的该方法，能够实现对燃料电池系统中，各个并联的燃料电池之间进行发电功率的分配，从而解决了现有技术中的问题。

技术特征：

1.一种基于燃料电池系统的发电功率分配方法，其特征在于，所述燃料电池系统包括二次电池和n个并联的燃料电池，其中，n为大于1的正整数，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式确定所述燃料电池系统的系统内部消耗功率：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式确定所述二次电池的实际充放电功率：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个并联的燃料电池分别有对应的最佳功率区间；以及，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个并联的燃料电池分别有对应的最佳功率区间；以及，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标功率区间具体为大于或等于pmin，并且小于或等于pmax；以及，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所选取出的m个燃料电池各自以发电功率p对外进行供电的过程中，若监测到所述的m个燃料电池中包括存在故障的燃料电池，所述方法还包括：重启存在故障的燃料电池。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若存在故障的燃料电池重启之后仍然存在故障，所述方法还包括：

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器利用如权利要求1-8任一项所述的方法，对燃料电池系统中n个并联的燃料电池进行发电功率的分配，其中，燃料电池系统包括二次电池和n个并联的燃料电池。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括二次电池、n个并联的燃料电池和如权利要求9所述的控制器。

技术总结
本发明涉及燃料电池技术领域，具体提供了基于燃料电池系统的发电功率分配方法、控制器和燃料电池系统。燃料电池系统包括二次电池和N个并联的燃料电池，方法包括：确定燃料电池系统的外部需求功率、系统内部消耗功率和二次电池的实际充放电功率；根据外部需求功率、系统内部消耗功率和实际充放电功率，确定燃料电池系统的总需求功率；根据总需求功率以及目标功率区间，确定需要调用的燃料电池数量M；从N个并联的燃料电池中选取M个燃料电池，并且各自以发电功率P对外进行供电，其中，P的值根据总需求功率和M确定，因此能够实现对燃料电池系统中，各个并联的燃料电池之间进行发电功率的分配。

技术研发人员：全琎,徐枞,叶麦克,全书海
受保护的技术使用者：海亿新能（临海）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/28