燃料电池的控制方法、控制装置和车辆与流程

本发明涉及电池控制，具体而言，涉及一种燃料电池的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质和车辆。

背景技术：

1、燃料电池装车后，随着运行时间的增加，电堆以及关键零部件状态会发生一定的变化，例如电堆内部膜电极亲疏水性、电堆内空气湿度、增湿器的内外漏等指标会随着运行时间发生变化，最开始标定的操作条件不适用于当前状态的燃料电池，如果发动机的状态和操作条件长时间偏离较多的话，会影响燃料电池寿命。

2、现有技术中燃料电池开发阶段操作条件确定后不再变化，随着运行时间的增加，最初的操作条件已经不适用于当前状态的燃料电池，可能会导致燃料电池寿命加速衰减，影响其使用寿命。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种燃料电池的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质和车辆，以至少解决现有技术中在燃料电池运行时间较长之后操作条件与状态偏移较大，导致燃料电池寿命衰减的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种燃料电池的控制方法，包括：获取第一目标电压和累计运行时间，根据所述累计运行时间对目标耐久曲线进行标定得到第二目标电压，并计算所述第一目标电压和所述第二目标电压之差得到电池性能偏差值，所述第一目标电压为燃料电池的总输出电流为第一预设电流的情况下当前时刻的总输出电压，所述累计运行时间为所述燃料电池出厂后的总运行时间，所述目标耐久曲线为对应总输出电流为所述第一预设电流的情况下所述总输出电压的基准值随运行时间的变化曲线，所述第二目标电压为所述目标耐久曲线中对应所述运行时间为所述累计运行时间的所述总输出电压；在所述电池性能偏差值小于第一阈值的情况下，确定所述燃料电池的性能损失在允许范围内；在所述电池性能偏差值大于或等于所述第一阈值且小于第二阈值的情况下，对当前操作条件进行参数调整得到修正操作条件并控制所述燃料电池以所述修正操作条件运行，所述当前操作条件为当前时刻的操作条件，所述修正操作条件为使修正后所述第一目标电压与所述第二目标电压差值最小的所述操作条件，所述操作条件包括冷却液输入温度、冷却液温差、空气流量、空气输入压力和循环泵转速；在所述电池性能偏差值大于或等于所述第二阈值的情况下，激活活化功能，还原所述燃料电池的催化剂以恢复所述燃料电池的性能。

3、可选地，在激活活化功能之后，所述方法还包括：获取第三目标电压，所述活化功能作用后所述总输出电流为所述第一预设电流的情况下，所述燃料电池的总输出电压；根据所述第三目标电压确定目标运行时间，所述目标运行时间为所述目标耐久曲线中与所述第三目标电压对应的所述运行时间；将所述累计运行时间更新为所述目标运行时间。

4、可选地，在对当前操作条件进行参数调整得到修正操作条件并控制所述燃料电池以所述修正操作条件运行之前，所述方法还包括：获取目标电量，所述目标电量为动力电池的剩余电量；在所述目标电量大于或等于第三阈值的情况下，允许进行所述参数调整；在所述目标电量小于所述第三阈值的情况下，不允许进行所述参数调整。

5、可选地，在对当前操作条件进行参数调整得到修正操作条件并控制所述燃料电池以所述修正操作条件运行之前，所述方法还包括：获取第一温度，根据所述第一温度构建第一参数组，所述第一参数组中包括多个第二温度，各所述第二温度与所述第一温度的差值小于第四阈值，所述第一温度为所述当前时刻的所述冷却液输入温度；获取第一温差，根据所述第一温差构建第二参数组，所述第二参数组中包括多个第二温差，各所述第二温差与所述第一温差的差值小于第五阈值，所述第一温差为所述当前时刻的所述冷却液温差；获取第一流量，根据所述第一流量构建第三参数组，所述第三参数组中包括多个第二流量，各所述第二流量与所述第一流量的差值小于第六阈值，所述第一流量为所述当前时刻的所述空气流量；获取第一压力，根据所述第一压力构建第四参数组，所述第四参数组中包括多个第二压力，各所述第二压力与所述第一压力的差值小于第七阈值，所述第一压力为所述当前时刻的所述空气输入压力；获取第一转速，根据所述第一转速构建第五参数组，所述第五参数组中包括多个第二转速，各所述第二转速与所述第一转速的差值小于第八阈值，所述第一转速为所述当前时刻的所述循环泵转速；根据所述第一参数组、所述第二参数组、所述第三参数组、所述第四参数组和所述第五参数组确定多个待测操作条件，各所述待测操作条件包括所述第二温度、所述第二温差、所述第二流量、所述第二压力和所述第二转速。

6、可选地，在确定多个待测操作条件之后，所述方法还包括：获取步骤，获取第二预设电流并控制所述燃料电池在所述总输出电流为所述第二预设电流且所述操作条件为目标操作条件的情况下运行第一预设时长，所述目标操作条件为所述待测操作条件中的任意一个；监测步骤，监测所述第一预设时长内所述燃料电池的第四目标电压、目标湿度、第一目标功率和第二目标功率，所述第四目标电压为所述第二预设电流对应的所述总输出电压，所述目标湿度为所述燃料电池中的空气湿度，所述第一目标功率为发动机的净功率，所述第二目标功率为所述燃料电池的总输出功率；绘制步骤，分别根据所述第四目标电压、所述目标湿度、所述第一目标功率和所述第二目标功率绘制对应曲线，得到第一曲线、第二曲线、第三曲线和第四曲线，所述第一曲线为所述第四目标电压随时间变化的曲线，所述第二曲线为所述目标湿度随时间变化的曲线，所述第三曲线为所述第一目标功率随时间变化的曲线，所述第四曲线为所述第二目标功率随时间变化的曲线；拟合步骤，对所述第一曲线进行线性拟合，确定所述第四目标电压的变化斜率；依次重复所述获取步骤、所述监测步骤、所述绘制步骤和所述拟合步骤至少一次，直至得到所有所述目标操作条件对应的所述第一曲线、所述第二曲线、所述第三曲线和所述第四曲线以及所有所述第一曲线对应的所述变化斜率；根据各所述第一曲线、所述第二曲线、所述第三曲线和所述第四曲线以及所有所述第一曲线对应的所述变化斜率确定多个备选操作条件，所述备选操作条件为对应的所述变化斜率大于0、对应的所述第一曲线大于第九阈值、对应的所述第三曲线在第一预设范围内、对应的所述第二曲线大于第十阈值且对应的所述第四曲线大于第十一阈值的所述目标操作条件。

7、可选地，在确定多个备选操作条件之后，所述方法还包括：获取多个目标标准差，多个所述目标标准差为不同备选操作条件下预设时间段内所述燃料电池中各电堆单体的输出电压的标准差，所述预设时间段的结束时刻为所述第一预设时长的结束时刻；将所述目标标准差最小值对应的所述备选操作条件确定为所述修正操作条件。

8、可选地，在不允许进行上述参数调整之后，所述方法还包括：控制所述燃料电池向所述动力电池充电，直至所述目标电量大于所述第三阈值。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种燃料电池的控制装置，所述装置包括：第一获取单元，用于获取第一目标电压和累计运行时间，根据所述累计运行时间对目标耐久曲线进行标定得到第二目标电压，并计算所述第一目标电压和所述第二目标电压之差得到电池性能偏差值，所述第一目标电压为燃料电池的总输出电流为第一预设电流的情况下当前时刻的总输出电压，所述累计运行时间为所述燃料电池出厂后的总运行时间，所述目标耐久曲线为对应总输出电流为所述第一预设电流的情况下所述总输出电压的基准值随运行时间的变化曲线，所述第二目标电压为所述目标耐久曲线中对应所述运行时间为所述累计运行时间的所述总输出电压；第一确定单元，用于在所述电池性能偏差值小于第一阈值的情况下，确定所述燃料电池的性能损失在允许范围内；第一控制单元，用于在所述电池性能偏差值大于或等于所述第一阈值且小于第二阈值的情况下，对当前操作条件进行参数调整得到修正操作条件并控制所述燃料电池以所述修正操作条件运行，所述当前操作条件为当前时刻的操作条件，所述修正操作条件为使修正后所述第一目标电压与所述第二目标电压差值最小的所述操作条件，所述操作条件包括冷却液输入温度、冷却液温差、空气流量、空气输入压力和循环泵转速；激活单元，用于在所述电池性能偏差值大于或等于所述第二阈值的情况下，激活活化功能，还原所述燃料电池的催化剂以恢复所述燃料电池的性能。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种车辆，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、应用本技术的技术方案，在上述燃料电池的控制方法中，首先，获取第一目标电压和累计运行时间，根据上述累计运行时间对目标耐久曲线进行标定得到第二目标电压，并计算上述第一目标电压和上述第二目标电压之差得到电池性能偏差值，上述第一目标电压为燃料电池的总输出电流为第一预设电流的情况下当前时刻的总输出电压，上述累计运行时间为上述燃料电池出厂后的总运行时间，上述目标耐久曲线为对应总输出电流为上述第一预设电流的情况下上述总输出电压的基准值随运行时间的变化曲线，上述第二目标电压为上述目标耐久曲线中对应上述运行时间为上述累计运行时间的上述总输出电压；然后，在上述电池性能偏差值小于第一阈值的情况下，确定上述燃料电池的性能损失在允许范围内；之后，在上述电池性能偏差值大于或等于上述第一阈值且小于第二阈值的情况下，对当前操作条件进行参数调整得到修正操作条件并控制上述燃料电池以上述修正操作条件运行，上述当前操作条件为当前时刻的操作条件，上述修正操作条件为使修正后上述第一目标电压与上述第二目标电压差值最小的上述操作条件，上述操作条件包括冷却液输入温度、冷却液温差、空气流量、空气输入压力和循环泵转速；最后，在上述电池性能偏差值大于或等于上述第二阈值的情况下，激活活化功能，还原上述燃料电池的催化剂以恢复上述燃料电池的性能。本技术通过对比正常工作电流下燃料电池的实际输出总电压和标定输出总电压，以电压差距表示电池老化之后的性能损失，在电压差值达到第一阈值的情况下，确定电池当前老化程度下，初始操作条件并非最优操作条件，对操作条件进行调整得到燃料电池在正常工作电流下功率最大的操作条件，控制燃料电池以修正后的操作条件运行，在电压差值达到第二阈值的情况下，确定当前电池老化程度较高需要进行活化，以恢复燃料电池的性能。该方法解决了现有技术中在燃料电池运行时间较长之后操作条件与状态偏移较大，导致燃料电池寿命衰减的问题。