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原文传递一种并联燃料电池系统控制方法及装置

专利名称：	一种并联燃料电池系统控制方法及装置
摘要：	本申请提供了一种并联燃料电池系统控制方法及装置，首先根据油门控制信号计算需求电流，将并联燃料电池系统总输出电流等于所述需求电流作为输出约束条件；然后再根据并联燃料电池系统总效率和所述第一输出电流之间的关系，计算满足所述输出约束条件且所述并联燃料电池系统总效率最高时，所述多个燃料电池的理论输出电流；最后向所述多个燃料电池发送控制指令，确保多个第一输出电流和所述理论输出电流一致。如此，通过控制每个燃料电池的第一输出电流都等于各自的理论输出电流，可以在保证并联燃料电池系统输出的电流可以满足当前需求的前提下，获得最高的电能转化效率，从而起到节约燃料，节约能源的作用。
专利类型：	发明专利
申请人：	潍柴动力股份有限公司
发明人：	胡刚毅;高文进;徐亚美;李军营
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911382628.1
公开号：	CN111038336A
代理机构：	北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：	赵晓荣
分类号：	B60L58/30;H01M8/04858;B;H;B60;H01;B60L;H01M;B60L58;H01M8;B60L58/30;H01M8/04858
申请人地址：	261061 山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲
主权项：	1.一种并联燃料电池系统控制方法，其特征在于，所述并联燃料电池系统包括多个燃料电池，每个燃料电池包括一个燃料电堆和一个升压模块；所述燃料电堆的输出端和所述升压模块的输入端相连，所述升压模块的输出端为燃料电池的输出端；将所述燃料电堆的输出电压作为第二输出电压，所述升压模块的输出端输出的电流作为第一输出电流；所述方法包括：根据油门控制信号计算需求电流，将并联燃料电池系统总输出电流等于所述需求电流作为输出约束条件，所述并联燃料电池系统总输出电流为多个第一输出电流之和；根据并联燃料电池系统总效率和多个所述第一输出电流之间的关系，计算所述并联燃料电池系统总效率最高且满足所述输出约束条件时，所述多个燃料电池的理论输出电流；其中，所述并联燃料电池系统总效率和多个所述第一输出电流之间的关系是预先根据并联燃料电池系统总输出功率、燃料电堆消耗功率、第一输出电流之间的数学关系进行推导计算得到的；向所述多个燃料电池发送控制指令，确保多个第一输出电流和所述理论输出电流一致。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并联燃料电池系统总效率和多个所述第一输出电流之间的关系是通过以下方法得到的，所述方法包括：根据预设效率电流曲线，得到燃料电堆消耗功率关于第一输出电流的数学表达式；将所述表达式带入燃料电堆消耗功率与并联燃料电池系统总效率之间的关系，得到并联燃料电池系统总效率和所述第一输出电流之间的关系。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设效率电流曲线包括：电堆效率曲线和不同第二输出电压下的升压效率曲线；所述电堆效率曲线为所述燃料电堆的工作效率和所述第一输出电流之间的关系曲线；所述升压效率曲线包括不同第二输出电压下，升压模块效率和所述第一输出电流之间的关系曲线。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设效率电流曲线，得到燃料电堆消耗功率关于第一输出电流的数学表达式包括：将所述电堆效率曲线转换为数学表达式；获取所述第一输出电流和第二输出电压之间的关系并带入所述升压效率曲线，得到所述升压模块效率关于第一输出电流之间的数学表达式；将所述升压模块效率关于第一输出电流之间的数学表达式与电堆效率曲线的数学表达式相乘，得到燃料电堆消耗功率关于第一输出电流的数学表达式。 5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述向所述多个燃料电池发送控制指令，确保多个第一输出电流和所述理论输出电流一致包括：根据所述第二输出电压对应的升压效率曲线，查找当所述第一输出电流为理论输出电流时升压模块的工作效率，将所述升压模块的工作效率作为第一工作效率；根据所述第一工作效率和理论输出电流，计算所述第一输出电流为理论输出电流时，所述燃料电堆输出的理论发电电流；调节所述燃料电堆的输出电流等于所述理论发电电流。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据油门控制信号计算需求电流包括：获取油门控制信号，根据所述油门控制信号计算需求转矩；根据所述需求转矩计算电机驱动电流；根据所述电机驱动电流计算需求电流。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述并联燃料电池系统还与储能系统连接时，所述根据油门控制信号计算需求电流还包括：获取储能系统剩余电量；根据所述储能系统剩余电量计算修正电流；利用所述修正电流对所述需求电流进行修正。 8.一种并联燃料电池系统控制装置，其特征在于，所述并联燃料电池系统包括多个燃料电池，每个燃料电池包括一个燃料电堆和一个升压模块；所述燃料电堆的输出端和所述升压模块的输入端相连；所述升压模块的输出端为燃料电池的输出端；将所述燃料电堆的输出电压作为第二输出电压，所述升压模块的输出端输出的电流作为第一输出电流；所述装置包括：约束确定模块，用于根据油门控制信号计算需求电流，将并联电池系统总输出电流等于所述需求电流作为输出约束条件，所述并联电池系统总输出电流为多个第一输出电流之和；输出计算模块，用于根据并联燃料电池系统总效率和多个所述第一输出电流之间的关系，计算满足所述输出约束条件且所述并联燃料电池系统总效率最高时，所述多个燃料电池的理论输出电流；其中，所述并联燃料电池系统总效率和多个所述第一输出电流之间的关系是预先根据并联燃料电池系统总输出功率、燃料电堆消耗功率、第一输出电流之间的数学关系进行推导计算得到的；指令下发模块，用于向所述多个燃料电池发送控制指令，确保多个第一输出电流和所述理论输出电流一致。 9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述约束确定模块包括：转矩计算模块，用于获取油门控制信号，根据所述油门控制信号计算需求转矩；驱动计算模块，用于根据所述需求转矩计算电机驱动电流；电流计算模块，用于根据所述电机驱动电流计算需求电流。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述并联燃料电池系统还与储能系统连接时，所述装置还包括：电量获取模块，用于获取储能系统剩余电量；修正计算模块，用于根据所述储能系统剩余电量计算修正电流；修正模块，用于利用所述修正电流对所述需求电流进行修正。
所属类别：	发明专利