[发明专利]多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆

说明书

本发明属于电池控制领域，提供了一种多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆。其中，该控制方法包括在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。

技术领域

本发明属于电池控制领域，尤其涉及一种多堆燃料电池控制方法、控制装置、系统及车辆。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

氢燃料电池是通过电化学反应将氢能转化成电能的一种能量转化装置。目前将燃料电池作为轨道交通车辆的主电源，但无法满足大功率及长路途的车辆需求，这样是由于一方面燃料电池本身功率能量限制，另一方面燃料电池的寿命仍达不到交通运输的要求。多堆燃料电池由几个低功耗的燃料电池系统组成，在提高燃料电池系统功率等级和能量输出的前提下，能够保证系统的冗余性，还为燃料电池的降级运行和故障电池的及时更换提供了可能性。

针对燃料电池的寿命问题，目前有采用一致性控制算法来对多堆燃料电池进行寿命一致性控制，发明人发现，但是一致性控制算法的反馈系数与通信网络矩阵对收敛速度均存在影响，需要离线对算法的关键参数进行最优化设计，否则无法使得一致性算法在线收敛速度达到全局最优，进而无法最大程度延长整个多堆燃料电池的寿命，从而影响整个多堆燃料电池的安全性和稳定性。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明的第一个方面提供一种多堆燃料电池控制方法，其能够在满足系统功率消耗的前提下，尽可能平滑功率输出曲线，降低因功率波动引起的寿命损耗，延缓性能较差电堆的使用寿命，最大程度提升燃料电池电堆总体的服役时间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多堆燃料电池控制方法，其包括：

在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；

在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。

本发明的第二个方面提供一种多堆燃料电池控制装置，其包括：

功率均分模块，其用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；

功率变量分配模块，其用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，根据各燃料电池电堆的输出电压大小，得到当前时刻相应电堆的老化程度，再根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。

本发明的第三个方面提供一种多堆燃料电池控制系统，其包括隔离电信号采样电路、性能及参数计算单元和策略制定控制单元；

所述策略制定控制单元，用于在多堆燃料电池的启动时间段内，将当前需求的功率平均分配至各燃料电池电堆；

所述隔离电信号采样电路，用于在多堆燃料电池启动后的运行时间段内，采集各燃料电池电堆的输出电压大小并传送至性能及参数计算单元；

所述性能及参数计算单元，用于基于各燃料电池电堆的输出电压大小计算当前时刻相应电堆的老化程度；

所述策略制定控制单元，还用于根据老化程度及下一时刻需求功率的改变量来为各燃料电池电堆分配下一时刻的功率变量，以使多堆燃料电池的老化程度趋于一致。