[发明专利]燃料电池系统的怠速控制方法、系统、装置及计算机设备

说明书

本发明提供了一种燃料电池系统的怠速控制方法、系统、装置及计算机设备，其中，该方法包括：获取怠速模式下的燃料电池系统在不同温度下的散热功率；基于散热功率，确定怠速模式下的燃料电池堆在相应温度下的供热功率；基于供热功率，确定怠速模式下的燃料电池系统在相应温度下的期望怠速运行参数；基于期望怠速运行参数，确定怠速模式下的燃料电池堆的供热功率，以控制怠速模式下的燃料电池系统在相应温度下的实时怠速运行参数。实现了低温环境下的燃料电池系统处于怠速模式下时，将电堆温度维持在合适工作区间的问题，并借此保证了燃料电池系统的耐久性，而且避免了动力电池过充以及因电堆电位循环加速而导致寿命衰减等问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统领域，特别涉及一种燃料电池系统的怠速控制方法、系统、装置及计算机设备。

背景技术

质子交换膜燃料电池的工作原理是氢气和氧气发生电化学反应，生成水的同时输出电能。由于燃料电池单体的电压通常小于1V,在实际应用时，需要将上百片单体串联组成燃料电池电堆，并匹配相应的外围附件，构成燃料电池系统。

在燃料电池车辆应用过程中，存在着车辆功率需求较低和动力电池SOC较高等场景，为了避免动力电池过充的安全性风险，通常需要燃料电池系统进入怠速工况，并且为了保证其耐久性，怠速工况下通常会控制其电压在0.85V以下。

现有技术中虽然给出了燃料电池系统怠速工况的控制技术方案，但是方案中并没有考虑到燃料电池系统的温度控制问题，尤其是在低温场景中。如图1所示，低温下，燃料电池系统处于怠速时，由于其电堆输出电流较小，因此自产热功率较低，可能存在系统的散热功率系统自产热功率的情景，此时电堆温度将下降，但为了将电堆保持在合适的工作温度区间，现有技术通常采取短暂脱离怠速跳转到最低工作点的方案，但会出现燃料电池在怠速和最小工作点频繁变载的情况，这将导致出现电位循环影响耐久性以及电堆净输出功率0带来的动力电池过充风险。

即：现有的技术方案会引起电堆电位循环加速寿命衰减和动力电池过充的安全性问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种燃料电池系统的怠速控制方法、系统、装置及计算机设备，其克服了以上技术问题。

为了实现上述目的，本申请的第一方面公开了一种燃料电池系统的怠速控制方法，包括：获取怠速模式下的燃料电池系统在不同温度下的散热功率，其中，所述温度表征为所述燃料电池系统所处环境的温度；基于所述散热功率，确定怠速模式下的燃料电池堆在相应温度下的供热功率；基于所述供热功率，确定怠速模式下的燃料电池系统在相应温度下的期望怠速运行参数；将所述怠速模式下的燃料电池系统在相应温度下的实时怠速运行参数调节至所述期望怠速运行参数。

可选的，基于所述散热功率，确定怠速模式下的燃料电池堆在相应温度下的供热功率，包括：基于预设功率计算公式，通过所述散热功率得到怠速模式下的所述燃料电池堆在相应温度下的供热功率；或，基于所述散热功率，在预设供热功率MAP图中查询怠速模式下的所述燃料电池堆在相应温度下的供热功率，其中，所述预设供热功率MAP图包括：在相应温度下，与怠速模式下的所述燃料电池堆的散热功率一一对应的供热功率。

可选的，所述供热功率包括：所述燃料电池堆在相应温度下的自产热功率及外加热功率。

可选的，获取怠速模式下的燃料电池系统在不同温度下的散热功率，包括：获取运行载体在相应温度下的运行参数，其中，所述运行载体通过接收所述燃料电池系统输出的电能进行运行；基于所述运行参数确定怠速模式下的所述燃料电池系统的散热功率；或，基于相应温度及在相应温度下的运行参数，在预设散热功率MAP图中查询所述燃料电池系统在相应温度下的散热功率，其中，所述预设散热功率MAP图包括：在相应温度下，与所述运行载体的运行参数一一对应的怠速模式下的燃料电池系统的散热功率。