一种燃料电池输出功率控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及电池控制领域，尤其涉及一种燃料电池输出功率控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.燃料电池电堆是一种可以将氢气与氧气所含的化学能转化为电能对外输出的装置，反应产物为水，使用燃料电池电堆系统作为动力来源的燃料电池汽车具有环保高效的优点。燃料电池电堆及其控制系统在燃料电池汽车进入怠速运行工况时，整车对燃料电池电堆的功率需求要求实现整车零功率输出，在现有控制过程中，当燃料电池电堆的额定功率较高时，不得不保持在高电压开路状态甚至关机状态，而高电压下会对燃料电池造成不可逆的损害，且重复上电也会降低燃料电池的使用寿命。
3.在现有燃料电池输出功率控制过程中，例如在cn111409509的燃料电池系统及其怠速控制方法中，通过设置发热器消耗掉怠速时燃料电池电堆大于整车需求的冗余功率，该方法对冗余功率仅为消耗，无法对能量进行回收，其次在cn111942233a公开的一种氢燃料电池物流车电堆怠速控制方法中，控制空气压缩电机按照设定功率输出以对冗余功率进行消耗，但其在设定功率的调节下，无法实现对整车零功率输出的准确控制，且其调节过程并未解决高电压对电池的损耗。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种燃料电池输出功率控制方法、装置、设备及存储介质，以解决现有对冗余功率仅为消耗而无法对能量进行回收，且高电压开路下对燃料电池的伤害的问题。
5.本发明提供了一种燃料电池输出功率控制方法，所述燃料电池输出功率控制方法包括：获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率；若所述安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量；若所述当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率，所述储能增量功率为储能装置运行功率提升后较储能装置运行功率所增加的功率量；当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在当车辆运行状态为怠速状态时处于安全电压下的整车功率输出为零。
6.于本发明的一实施例中，所述当前储能状态包括储能饱和状态和储能未饱和状态，监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述当前储能状态为储能未饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则对所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和与安全电压最小
输出功率进行比较；当所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。
7.于本发明的一实施例中，监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若动力电池剩余电量小于电量控制阈值，则控制燃料电池进行充电，并获取燃料电池充电功率；当燃料电池充电功率和所述整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将燃料电池充电功率和所述整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。
8.于本发明的一实施例中，车辆运行状态包括怠速状态和正常状态，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述安全电压最小输出功率小于整车需求功率，则确定车辆运行状态为正常状态，并将整车需求功率确定为燃料电池输出功率。
9.于本发明的一实施例中，将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述车辆运行状态由怠速状态转为正常状态，则获取储能装置的当前储能比例；若所述当前储能比例大于供能切换比例阈值，则将储能装置确定为整车供能装置。
10.于本发明的一实施例中，获取储能装置的当前储能量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述当前储能比例小于或等于供能切换比例阈值，则将燃料电池确定为整车供能装置。
11.于本发明的一实施例中，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率之前，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：检测燃料电池运行状态，所述燃料电池运行状态包括运行和关闭；若所述燃料电池运行状态为运行，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率；将所述燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之和确定为安全电压最小输出功率。
12.于本发明的一实施例中，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之前，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：获取燃料电池系统中各器件的当前器件运行电压；若存在所述当前器件运行电压大于或等于安全运行电压阈值，则控制降低各所述当前器件运行电压小于安全运行电压阈值；当各所述当前器件运行电压小于安全运行电压阈值，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率。
13.于本发明的一实施例中，所述储能装置包括空压机、空气供应系统以及飞轮驱动电机，控制提高储能装置运行功率，并监听储能装置的储能增量功率包括：控制提升空压机运行功率，并控制空气供应系统向飞轮驱动电机引入气流，以对空压机运行功率提升后引入的增量气流进行排出，所述气流的方向与飞轮驱动电机的飞轮转动方向相反；监测空压机运行功率的增量功率，并将所述空压机运行功率的增量功率确定为储能装置的储能增量功率。
14.本发明实施例还提供了一种燃料电池输出功率控制装置，所述燃料电池功率控制装置包括：运行参数获取模块，用于获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率；运行状态确定模块，用于若所述安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电
量；功率调节模块，用于若所述当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率；当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在车辆运行状态为怠速状态时在安全电压下的整车功率输出为零。
15.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述实施例中任一项所述的燃料电池输出功率控制方法。
16.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述实施例中任一项所述的燃料电池输出功率控制方法。
17.本发明实施例中的燃料电池输出功率控制方法，通过获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率，若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定为怠速状态，并监听当前储能状态和动力电池剩余电量，若为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则提高储能装置功率，并确定储能增量功率，当储能增量功率、储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，将该功率之和确定为燃料电池输出功率；本方法在车辆在怠速状态时，根据储能状态调节储能装置功率，对冗余功率进行存储或抵消，以确定燃料电池输出功率，保证燃料电池在怠速状态下输出与储能装置的消耗一致，实现整车功率输出为零。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
20.图1是本技术的一示例性实施例示出的示例性系统架构的示意图；
21.图2是本技术的一示例性实施例示出的一种燃料电池输出功率控制方法的流程图；
22.图3是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的燃料电池系统架构示意图；
23.图4是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的燃料电池输出功率控制方法示意图；
24.图5是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的供能切换控制方法示意图；
25.图6是本技术的一示例性实施例示出的一种燃料电池输出功率控制装置示意图；
26.图7是本技术的一示例性实施例示出的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
27.以下将参照附图和特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员
可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
28.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
29.在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
30.在本技术中提及的“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
31.首先需要说明的是，燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无污染,正在成为理想的能源利用方式。同时,随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源,燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。
32.本技术还可以提供的有益效果包括：针对储能状态的判定结果和动力电池剩余电量的大小确定不同的功率调节策略，保证车辆怠速状态整车功率零输出的前提下，提升对车辆储能装置电量的存储选择与控制，便于对冗余功率进行回收；对车辆运行状态进行检测，及时对怠速状态下的功率输出进行控制，以便在车辆进入怠速状态时进行控制，避免对燃料电池造成损害；在车辆运行状态转为正常状态时基于储能装置的储能比例选择当前车辆供能装置，便于提升车辆续航能力；检测车辆在满足安全运行电压时的安全运行电压阈值，并将该安全运行电压阈值作为安全电压下须满足的最低功率，有效对燃料电池的安全电压进行控制，保护燃料电池所处电压环境的安全，避免了高电压开路状态对燃料电池造成的损害。
33.图1是本技术的一示例性实施例示出的示例性系统架构的示意图。
34.参照图1所示，系统架构可以包括燃料电池系统101和计算机设备102。其中，计算机设备102用于若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量；若当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率，当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。上述计算机设备102可以是微型计算机、嵌入式计算机、网络计算机、单片机等中的至少一种。其中，燃料电池系统101用于采集获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率，该燃料电池系统101用于燃料电池汽车中以对汽车行驶进行供能。
35.示意性的，计算机设备102通过获取燃料电池系统101的储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率后，若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定为怠速状态，并监听当前储能状态和动力电池剩余电量，若为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则提高储能装置功率，并确定储能增量功率，当储能增量功率、储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，将该功率之和确定为燃料电池输出功率；本方法在车辆在怠速状态时，根据储能状态调节储能装置功率，对冗余功率进行存储或抵消，以确定燃料电池输出功率，保证燃料电池在怠速状态下输出与储能装置的消耗一致，实现整车功率输出为零。
36.图2是本技术的一示例性实施例示出的一种燃料电池输出功率控制方法的流程图，该燃料电池输出功率控制方法可以在图1中所示的燃料电池系统101和计算机设备102的系统架构中执行。参照图2所示，该燃料电池输出功率控制方法的流程图至少包括步骤s210至步骤s240，详细介绍如下：
37.在步骤s210中，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率。
38.在本技术的一个实施例中，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率之前，还需检测燃料电池运行状态，其中，燃料电池运行状态包括运行和关闭。
39.在本技术的一个实施例中，若燃料电池运行状态为运行，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率，并将燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之和确定为安全电压最小输出功率。
40.在本技术的一个实施例中，若燃料电池运行状态为关闭，则返回检测燃料电池运行状态步骤。
41.在本技术的一个实施例中，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之前，还包括获取燃料电池系统中各器件的当前器件运行电压。
42.在本技术的一个实施例中，若存在当前器件运行电压大于或等于安全运行电压阈值，则控制降低各当前器件运行电压小于安全运行电压阈值，直至当各当前器件运行电压小于安全运行电压阈值，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率。
43.在本技术的一个实施例中，检测车辆在满足安全运行电压时的安全运行电压阈值，并将该安全运行电压阈值作为安全电压下须满足的最低功率，有效对燃料电池的安全电压进行控制，保护燃料电池所处电压环境的安全，避免了高电压开路状态对燃料电池造成的损害。
44.在步骤s220中，若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量。
45.在本技术的一个实施例中，车辆运行状态包括怠速状态和正常状态，其中，安全电压最小输出功率小于整车需求功率为正常状态，安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率为怠速状态。
46.在本技术的一个实施例中，上述当前储能状态包括储能饱和状态和储能未饱和状态。
47.在本技术的一个实施例中，监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量之后，若当前储能状态为储能未饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则对储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和与安全电压最小输出功率进行比较，当储
能装置运行功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。
48.在本技术的一个实施例中，若动力电池剩余电量小于电量控制阈值，则控制燃料电池对动力电池进行充电，并获取燃料电池充电功率，当燃料电池充电功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将燃料电池充电功率和整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。
49.在本技术的一个实施例中，若安全电压最小输出功率小于整车需求功率，则确定车辆运行状态为正常状态，并将整车需求功率确定为燃料电池输出功率。
50.在本技术的一个实施例中，上述电量控制阈值是动力电池剩余电量的电量比例阈值，该电量控制阈值可以根据本方案在具体实施过程中对燃料电池剩余电量的需求进行设定，例如，在本技术的一些可实施环境中，该电量控制阈值可以具体设置为90％。需要说明的是，电量控制阈值的具体确定方法及数值仅为本实施例的示例性举例，在此不对该电量控制阈值进行具体限定。
51.在本技术的一个实施例中，针对储能状态的判定结果和动力电池剩余电量的大小确定不同的功率调节策略，保证车辆怠速状态整车功率零输出的前提下，提升对车辆储能装置电量的存储选择与控制，便于对冗余功率进行回收。
52.在本技术的一个实施例中，对车辆运行状态进行检测，及时对怠速状态下的功率输出进行控制，以便在车辆进入怠速状态时进行控制，避免对燃料电池造成损害。
53.在步骤s230中，若当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率。
54.在本技术的一个实施例中，上述储能增量功率为储能装置运行功率提升后较储能装置运行功率所增加的功率量。
55.在本技术的一个实施例中，储能装置包括但不限于空压机、空气供应系统以及飞轮驱动电机。
56.在本技术的一个实施例中，控制提高储能装置运行功率，并监听储能装置的储能增量功率，具体包括控制提升空压机运行功率，并控制空气供应系统向飞轮驱动电机引入气流，以对空压机运行功率提升后引入的增量气流进行排出，气流的方向与飞轮驱动电机的飞轮转动方向相反，监测空压机运行功率的增量功率，并将空压机运行功率的增量功率确定为储能装置的储能增量功率。
57.在本技术的一个实施例中，燃料电池电堆继续为飞轮驱动电机进行供电，用以抵消气流吹扫飞轮所带来的能量损耗，维持储能系统所储能量保持不变。
58.在步骤s240中，当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在当车辆运行状态为怠速状态时处于安全电压下的整车功率输出为零。
59.在本技术的一个实施例中，将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率之后，实时检测安全电压最小输出功率与整车需求功率的数值变化，当安全电压最小输出功率小于整车需求功率，则车辆运行状态由怠速状态转为正常状态。
60.在本技术的一个实施例中，若车辆运行状态由怠速状态转为正常状态，则获取储能装置的当前储能比例，若当前储能比例大于供能切换比例阈值，则将储能装置确定为整车供能装置。
61.在本技术的一个实施例中，若当前储能比例小于或等于供能切换比例阈值，则将燃料电池确定为整车供能装置。
62.在本技术的一个实施例中，在车辆运行状态转为正常状态时基于储能装置的储能比例选择当前车辆供能装置，便于提升车辆续航能力。
63.需要说明的是，上述供能切换比例阈值是基于储能装置中储存的能量数值在储能装置总容量中所占的数值比例，供能切换比例阈值的确定可以基于具体的储能装置在燃料电池系统中可提供车辆正常运行的功能需求进行确定，也可基于本方案实施过程中基于具体的功能需求进行设定，例如在本技术的一些可实施环境中，该供能切换比例阈值的具体取值可以为储能装置总容量的10％，上述供能切换比例阈值仅为示例性数值举例，在此不对供能切换比例阈值具体确定方法及供能切换比例阈值的具体数值进行限定。
64.请参阅图3，图3是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的燃料电池系统架构示意图。
65.请参阅图4，图4是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的燃料电池输出功率控制方法示意图。
66.如图3、图4所示，在本技术的一个具体实施例中，基于燃料电池系统架构对燃料电池输出功率控制方法具体包括如下描述：
67.在本技术的一个具体实施例中，上述燃料电池系统包括空滤器1、空压机2、中冷器3、旁通阀4、膜增湿器5、节气门6、飞轮储能装置7、飞轮储能装置控制单元8、排气阀9、动力电池10、动力电池bms 11、dc-dc升压模块12、燃料电池电堆13、燃料电池控制单元fccu 14、冷却水系统15、整车控制系统16、各部件相关连接管路及电缆。
68.在本技术的一个具体实施例中，空气进入燃料电池电堆的路径依次为空滤器1、空压机2、中冷器3、旁通阀4、膜增湿器5、节气门6、燃料电池电堆13。需要注意的是，在不存在冗余气流引入时，旁通阀4通向飞轮储能装置7的管路默认保持关闭。
69.在本技术的一个具体实施例中，燃料电池汽车处于运行状态时，整车控制系统16反馈此时整车的实时功率需求p1，读取燃料电池控制单元fccu 14以获取电堆此时是否已开机。如果fccu 14反馈此时电堆未开机，则返回检测燃料电池的燃料电池运行状态。
70.在本技术的一个具体实施例中，如果fccu 14反馈此时电堆已经开机，则燃料电池中电堆此时的输出功率首先根据cvm(燃料电池电堆巡检)所采集的单体电压进行调控，将输出功率控制在满足所有单体电压均低于0.85v时的安全电压最小输出功率p2。将整车控制系统反馈的整车需求功率p1与电堆此时的安全电压最小输出功率p2进行对比。其中cvm是燃料电池电堆巡检，通过巡检信号采集线与燃料电池电堆上的单体燃料电池进行连接，以实现电压的采集，在电压巡检中通过巡检通讯线束传输到通讯工具，最后通过通讯工具与上位机连接，直接监控或记录采集到的电堆单体电压。
71.需要注意的是，由于燃料电池电堆单体电堆会随时波动，可能出现电堆单体电压时而高于安全电压时而低于安全电压，为避免控制系统动作频繁，将cvm 5s内采集的单体电压平均值作为管控值。其中，cvm(燃料电池电堆巡检)的采集电压值周期仅为一种可实施
的示例性举例，在此不对该，cvm(燃料电池电堆巡检)的采集电压值周期进行具体的限定。
72.在本技术的一个具体实施例中，当整车需求功率p1≥安全电压最小输出功率p2时，整车车辆运行状态此时为正常状态，fccu 14控制燃料电池输出功率p3跟随整车的实时需求功率，燃料电池输出功率p3＝整车需求功率p1。
73.在本技术的一个具体实施例中，当整车需求功率p1＜p2时，整车车辆运行状态此时为怠速状态。整车控制系统16通过飞轮储能装置控制单元8和动力电池bms 11的反馈分别获取飞轮储能装置此时的储能状态和动力电池的soc。在本技术的一个具体实施例中，当bms 11反馈动力电池剩余电量soc小于电量控制阈值90％时，bms 11控制以燃料电池充电功率p4对动力电池进行充电，此时fccu 14控制燃料电池输出功率p3＝p1+p4，且p3≥p2。
74.在本技术的一个具体实施例中，当动力电池soc大于或等于电量控制阈值90％时，bms 11控制停止对动力电池进行充电。若此时仍然处于怠速状态，且飞轮储能装置控制单元8反馈其未达储能上限，飞轮储能装置控制单元8控制储能装置运行功率为p5，此时fccu 14控制燃料电池输出功率p3＝p1+p5，且p3≥p2。
75.在本技术的一个具体实施例中，当动力电池sco大于或等于90％且飞轮储能装置达到其储能上限，整车控制系统16控制空压机额外提升储能增量功率p6。为保证进入电堆的空气量不变，打开空气系统进气管路上的旁通阀4和与飞轮储能装置出口相连的排气阀9，将多余的空气流量通过旁通阀引入飞轮储能装置7中。气流方向与飞轮转动方向相反，用以给飞轮进行减速。为保证飞轮储能装置7所储存能量保持不变，控制飞轮驱动电机以储能装置运行功率p5运行。此时fccu 14控制燃料电池输出功率p3＝p1+p5+p6，且p3≥p2。
76.请参阅图5，图5是本技术的一示例性实施例示出的一种具体的供能切换控制方法示意图。
77.在本技术的一个具体实施例中，当整车由怠速工况转为正常状态时，飞轮储能装置控制单元8反馈此时飞轮储能装置所储存能量。
78.在本技术的一个具体实施例中，当飞轮储能装置所储能量大于供能切换比例阈值10％时，控制整车此时的主要能量来源为储能装置。
79.在本技术的一个具体实施例中，当飞轮储能装置所储存能量小于或等于供能切换比例阈值10％时，控制整车此时的主要能量来源为燃料电池。
80.本发明实施例中的燃料电池输出功率控制方法，通过获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率，若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定为怠速状态，并监听当前储能状态和动力电池剩余电量，若为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则提高储能装置功率，并确定储能增量功率，当储能增量功率、储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，将该功率之和确定为燃料电池输出功率；本方法在车辆在怠速状态时，根据储能状态调节储能装置功率，对冗余功率进行存储或抵消，以确定燃料电池输出功率，保证燃料电池在怠速状态下输出与储能装置的消耗一致，实现整车功率输出为零；还可以提供的有益效果包括针对储能状态的判定结果和动力电池剩余电量的大小确定不同的功率调节策略，保证车辆怠速状态整车功率零输出的前提下，提升对车辆储能装置电量的存储选择与控制，便于对冗余功率进行回收；对车辆运行状态进行检测，及时对怠速状态下的功率输出进行控制，以便在车辆进入怠速状态时进行控制，避免对燃料电池造成损害；在车辆运行状
态转为正常状态时基于储能装置的储能比例选择当前车辆供能装置，便于提升车辆续航能力；检测车辆在满足安全运行电压时的安全运行电压阈值，并将该安全运行电压阈值作为安全电压下须满足的最低功率，有效对燃料电池的安全电压进行控制，保护燃料电池所处电压环境的安全，避免了高电压开路状态对燃料电池造成的损害。
81.以下介绍本技术的装置实施例，可以用于执行本技术上述实施例中的燃料电池输出功率控制方法。对于本技术装置实施例中未披露的细节，请参照本技术上述的燃料电池输出功率控制方法的实施例。
82.图6是本技术的一示例性实施例示出的一种燃料电池输出功率控制装置示意图。该装置可以应用于图2所示的实施环境。该装置也可以适用于其他的示例性实施环境，并具体配置在其他设备中，本实施例不对该装置所适用的实施环境进行限制。
83.如图6所示，该示例性的燃料电池输出功率控制装置包括：运行参数获取模块601、运行状态确定模块602、功率调节模块603。
84.其中，运行参数获取模块601，用于获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率；运行状态确定模块602，用于若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量；功率调节模块603，用于若当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率；当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在车辆运行状态为怠速状态时在安全电压下的整车功率输出为零。
85.本技术的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得电子设备实现上述各个实施例中提供的燃料电池输出功率控制方法。
86.图7是本技术的一示例性实施例示出的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图7示出的电子设备的计算机系统700仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
87.如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(central processing unit，cpu)701，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)702中的程序或者从储存部分加载到随机访问存储器(random access memory，ram)703中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中的方法。在ram 703中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 701、rom 702以及ram 703通过总线彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口705也连接至总线704。
88.以下部件连接至i/o接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(cathode ray tube，crt)、液晶显示器(liqu身份crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的储存部分708；以及包括诸如lan(local area network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至i/o接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序
根据需要被安装入储存部分708。
89.特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)701执行时，执行本技术的系统中限定的各种功能。
90.需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
91.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框，以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
92.在上述实施例的对应附图中，连接线可以表示各个部件之间的连接关系，以表示更多的构成信号路径(constituent_signal path)和/或一些线的一个或多个末端具有箭头，以表示主要信息流向，连接线作为一种标识，不是对方案本身的限制，而是结合一个或多个事例性实施例使用这些线有助于更容易地接电路或逻辑单元，任何所代表的信号(由设计需求或偏好所决定)实际上可以包括可以在任意一个方向传送的并且可以以任何适当类型的信号方案实现的一个或多个信号。
93.描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
94.本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
95.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
96.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本技术实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本技术实施方式的方法。
97.应当注意，本技术可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
98.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其他实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
99.应当理解的是，本上述内容，仅为本技术的较佳示例性实施例，并非用于限制本技术的实施方案，本领域普通技术人员根据本技术的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本技术的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围。

技术特征：
1.一种燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，所述燃料电池输出功率控制方法包括：获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率；若所述安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量；若所述当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率，所述储能增量功率为储能装置运行功率提升后较储能装置运行功率所增加的功率量；当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在当车辆运行状态为怠速状态时处于安全电压下的整车功率输出为零。2.根据权利要求1所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，所述当前储能状态包括储能饱和状态和储能未饱和状态，监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述当前储能状态为储能未饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则对所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和与安全电压最小输出功率进行比较；当所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将所述储能装置运行功率和所述整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。3.根据权利要求1所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若动力电池剩余电量小于电量控制阈值，则控制燃料电池对动力电池进行充电，并获取燃料电池充电功率；当燃料电池充电功率和所述整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将燃料电池充电功率和所述整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率。4.根据权利要求1所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，车辆运行状态包括怠速状态和正常状态，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述安全电压最小输出功率小于整车需求功率，则确定车辆运行状态为正常状态，并将整车需求功率确定为燃料电池输出功率。5.根据权利要求1所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：若所述车辆运行状态由怠速状态转为正常状态，则获取储能装置的当前储能比例；若所述当前储能比例大于供能切换比例阈值，则将储能装置确定为整车供能装置。6.根据权利要求5所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，获取储能装置的当前储能量之后，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：
若所述当前储能比例小于或等于供能切换比例阈值，则将燃料电池确定为整车供能装置。7.根据权利要求1所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率之前，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：检测燃料电池运行状态，所述燃料电池运行状态包括运行和关闭；若所述燃料电池运行状态为运行，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率；将所述燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之和确定为安全电压最小输出功率。8.根据权利要求7所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率之前，所述燃料电池输出功率控制方法还包括：获取燃料电池系统中各器件的当前器件运行电压；若存在所述当前器件运行电压大于或等于安全运行电压阈值，则控制降低各所述当前器件运行电压小于安全运行电压阈值；当各所述当前器件运行电压小于安全运行电压阈值，监听燃料电池系统中各器件的当前安全电压功率。9.根据权利要求1-8任一项所述的燃料电池输出功率控制方法，其特征在于，所述储能装置包括空压机、空气供应系统以及飞轮驱动电机，控制提高储能装置运行功率，并监听储能装置的储能增量功率包括：控制提升空压机运行功率，并控制空气供应系统向飞轮驱动电机引入气流，以对空压机运行功率提升后引入的增量气流进行排出，所述气流的方向与飞轮驱动电机的飞轮转动方向相反；监测空压机运行功率的增量功率，并将所述空压机运行功率的增量功率确定为储能装置的储能增量功率。10.一种燃料电池输出功率控制装置，其特征在于，所述燃料电池功率控制装置包括：运行参数获取模块，用于获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率；运行状态确定模块，用于若所述安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定车辆运行状态为怠速状态，并监听储能装置的当前储能状态和动力电池剩余电量；功率调节模块，用于若所述当前储能状态为储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，则控制提高储能装置运行功率，并确定储能装置的储能增量功率；当储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，则将储能增量功率、储能装置运行功率以及整车需求功率的功率之和确定为燃料电池输出功率，以在车辆运行状态为怠速状态时在安全电压下的整车功率输出为零。11.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至9中任一项所述的燃料电池输出功率控制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1至9中任一项所述的燃料电池输出功率控制方法。

技术总结
本发明实施例中的燃料电池输出功率控制方法，通过获取储能装置运行功率、整车需求功率和安全电压最小输出功率，若安全电压最小输出功率大于或等于整车需求功率，则确定为怠速状态，并监听当前储能状态和动力电池剩余电量，若储能饱和状态，且动力电池剩余电量大于或等于电量控制阈值，提高储能装置功率并确定储能增量功率，当储能增量功率、储能装置运行功率和整车需求功率的功率之和大于或等于安全电压最小输出功率，将其确定为燃料电池输出功率；本方法在车辆怠速状态时根据储能状态调节储能装置功率，对冗余功率进行存储或抵消，以确定燃料电池输出功率，保证燃料电池在怠速状态下输出与储能装置的消耗一致，实现整车功率输出为零。率输出为零。率输出为零。


技术研发人员：钟立阳 黄澄澄 樊敏
受保护的技术使用者：深蓝汽车科技有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/8/16