[发明专利]一种燃料电池功率管理方法

说明书

本发明涉及新能源电动汽车领域，具体涉及一种燃料电池作为增程式电池的功率管理方法，所述方法包括：根据动力电池的特性，将燃料电池的功率划分为不同的功率挡位；获取所述动力电池的最高单体电压、SOC值以及单体最低温度；检测所述最高单体电压是否小于或等于第一设定电压；如果是，则根据所述单体最低温度以及所述SOC值，控制所述燃料电池的功率在所述不同的功率挡位之间变换。通过本发明，保护动力电池的同时，避免了频繁变化的功率需求对燃料电池中电堆的冲击。

技术领域

本发明属于新能源电动汽车领域，涉及一种增程式电动汽车动力系统，具体涉及一种燃料电池作为增程式电池的功率管理方法。

背景技术

燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气与氧气的化学作用产生的，其能量转化效率可高达60％～70％，实际使用效率是普通内燃机的2倍左右。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此它是一种真正意义上的“零排放，零污染”载运工具，是未来新能源清洁动力汽车的必然方向，氢燃料电池汽车的研发与量产，必将成为全球汽车工业领域的一场新革命。

当燃料电池作为增程动力电池为车辆动力电池提供电量时，燃料电池的实际功率跟随负载要求在控制器每个逻辑周期内随时改变。在这种状态下，前期车辆动力电池SOC消耗速率较慢。当燃料电池的氢气耗完后，车辆动力电池提供负载需要的全部功率，因此后期车辆动力电池SOC快速下降。

进一步，燃料电池电堆采取功率跟随策略，氢气、空气的供给量变化频繁，致使整体系统运转处于波动之中，由于电堆本身特性存在一个加载降载速率(如10A/s)，那么在某些极端情况下(如急加速或急减速)，对电堆的功率需求产生巨大变化，超过电堆加降载速率限制，会对电堆产生冲击，不利于燃料电池堆维持其生命周期内的稳定性。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池功率管理方法，以在燃料电池作为增程式电池时，实现保护动力电池的同时，避免频繁变化的功率需求对燃料电池中电堆的冲击。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种燃料电池功率管理方法，所述方法包括：

根据动力电池的特性，将燃料电池的功率划分为不同的功率挡位；

获取所述动力电池的最高单体电压、SOC值以及单体最低温度；

检测所述最高单体电压是否小于或等于第一设定电压；

如果是，则根据所述单体最低温度以及所述SOC值，控制所述燃料电池的功率在所述不同的功率挡位之间变换。

优选地，所述根据动力电池的特性，将燃料电池的功率划分为不同的功率挡位包括：

根据所述动力电池的温度特性，将所述燃料电池的功率划分为第一功率、第二功率、第三功率以及第四功率；

所述第一功率为所述燃料电池维持自身功耗的功率；所述第二功率为所述动力电池在低温状态下所述燃料电池的充电功率；所述第三功率为燃料电池汽车在NEDC工况下整车功率需求的平均值；所述第四功率为所述燃料电池的额定功率。

优选地，当所述最高单体电压大于第一设定电压时，控制所述燃料电池的功率为所述第一功率。

优选地，所述根据所述单体最低温度以及所述SOC值，控制所述燃料电池的功率在所述不同的功率挡位之间变换包括：

检测所述单体最低温度是否小于第一设定温度或者大于第二设定温度或者等于第二设定温度；

如果是，则控制所述燃料电池的功率为所述第一功率；所述第一设定温度小于所述第二设定温度。

优选地，所述根据所述单体最低温度以及所述SOC值，控制所述燃料电池的功率在所述不同的功率挡位之间变换还包括：