[发明专利]通过偏移估计进行的燃料电池功率控制

权利要求书

1. 一种用于在燃料电池系统中提供功率控制的方法，所述燃料电池系统包括燃料电池组和受控系统负载及不受控系统负载，所述方法包括：

从所述燃料电池组在功率总线上提供功率以对所述系统负载供电；

测量所述功率总线上的功率以提供实际电池组功率信号；

将功率上限信号与所述实际电池组功率信号之间的差异提供给控制器以生成功率偏移信号；

确定所述燃料电池组是否能够提供足够的功率来满足负载功率请求信号；

如果所述燃料电池组能够提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则将所述负载功率请求信号和所述功率偏移信号相加以生成电池组功率请求信号，且使所述功率上限信号朝向所述实际电池组功率信号移动并与所述实际电池组功率信号匹配；以及

如果所述燃料电池组不能提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则将所述功率偏移信号和所述功率上限信号相减以提供第一功率限值信号，来限制所述受控系统负载的功率消耗，使得所述实际电池组功率信号朝向所述功率上限信号移动并且与所述功率上限信号匹配。

2. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括确定所述燃料电池系统处于马达驱动模式还是再生制动模式，其中如果所述系统处于所述马达驱动模式，则执行使所述功率上限信号与所述实际电池组功率信号匹配或者使所述实际电池组功率信号与所述功率上限信号匹配。

3. 根据权利要求2所述的方法，该方法还包括如果所述系统处于所述再生制动模式，则将所述功率偏移信号和功率下限信号相减以提供第二功率限值信号，来限制所述受控系统负载的功率消耗，使得所述实际电池组功率信号朝向所述功率下限信号移动并且与所述功率下限信号匹配。

4. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括在将所述功率请求信号和所述功率偏移信号相加或将所述功率偏移信号和所述功率上限信号相减之前，向所述功率偏移信号提供所述不受控系统负载中的一个或多个的预期功率消耗的估计。

5. 根据权利要求1所述的方法，其中测量所述功率总线上的功率包括使用单个功率传感器。

6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述受控负载包括车辆电气牵引系统、DC/DC转换器和蓄电池。

7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述不受控系统负载包括向所述燃料电池组提供空气流的压缩机。

8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述功率偏移信号为由所有不受控负载消耗的功率。

9. 一种用于在车辆上的燃料电池系统中提供功率控制的方法，所述燃料电池系统包括燃料电池组和受控系统负载及不受控系统负载，其中所述受控负载包括车辆电气牵引系统、DC/DC 转换器和蓄电池，并且所述不受控系统负载包括向所述燃料电池组提供空气流的压缩机，所述方法包括：

从所述燃料电池组在功率总线上提供功率以对所述系统负载供电；

使用单个功率传感器来测量所述功率总线上的功率，以提供实际电池组功率信号：

将功率上限信号与所述实际电池组功率信号之间的差异提供给比例积分(PI) 控制器以生成功率偏移信号；

确定所述燃料电池组是否能够提供足够的功率来满足负载功率请求信号；

如果所述燃料电池组能够提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则将所述负载功率请求信号和所述功率偏移信号相加以生成电池组功率请求信号，且使所述功率上限信号朝向所述实际电池组功率信号移动并与所述实际电池组功率信号匹配；以及

如果所述燃料电池组不能提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则将所述功率偏移信号和所述功率上限信号相减以提供第一功率限值信号，来限制所述受控系统负载的功率消耗，使得所述实际电池组功率信号朝向所述功率上限信号移动并且与所述功率上限信号匹配。

10. 一种用于在燃料电池车辆中提供功率控制的系统，所述系统包括：

燃料电池组；

功率总线，从所述燃料电池组接收功率；

多个受控负载，电气联接到所述功率总线并且从所述功率总线接收功率；

多个不受控负载，电气联接到所述功率总线并且从所述功率总线接收功率；

传感器，测量所述功率总线上的功率并且提供实际电池组功率信号；

燃料电池组控制器，响应于电池组功率请求信号，所述电池组控制器响应于所述电池组功率请求信号生成功率上限信号；

比例积分（PI）控制器，响应于所述功率上限信号与所述实际电池组功率信号之间的差异，所述PI控制器生成功率偏移信号；

驱动系统控制器，响应于驾驶员功率请求信号并且生成负载功率请求信号，所述驱动系统控制器控制所述受控负载；

加法器，将所述负载功率请求信号和所述功率偏移信号相加以生成电池组功率请求信号；以及

第一减法器，将所述功率上限信号和所述功率偏移信号相减以提供第一功率限值信号，其中如果所述燃料电池组能够提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则所述电池组控制器使所述功率上限信号朝向所述实际电池组功率信号移动并且与所述实际电池组功率信号匹配；并且其中如果所述燃料电池组不能提供足够的功率来满足所述负载功率请求信号，则所述负载控制器使用所述第一功率限值信号来控制所述受控负载，使得所述实际电池组功率信号朝向所述功率上限信号移动并且与所述功率上限信号匹配。