一种燃料电池过温限功率控制方法及装置与流程

本发明涉及一种燃料电池过温限功率控制方法及装置，属于燃料电池控制。

背景技术：

1、燃料电池在运行时，燃料电池的温度需控制在一定的范围内，从而保证合适的水热管理，提高燃料电池的耐久性。但由于燃料电池商用车空间布置有限，例如货车等，能够布置散热器的空间比较少，在车辆长时间大功率运行时，目前布置的散热器往往无法满足燃料电池系统的散热需求，因此，需要制定相应的过温控制策略来保证保证燃料电池不会因为散热能力不足导致温度过高，进而影响燃料电池安全使用的问题。

2、目前一般采用过温即降载的方式，根据过温情况，控制燃料电池进行限功率，当限功率后温度还高时，则直接停机，虽然这种方式能够解决散热能力不足的问题，但是这种方式在一次降载不成功时，就会直接触发二级过温故障，降载关机，严重影响了燃料电池的正常使用，进而影响车辆的运行效率。此外现有的控制策略还在当温度恢复后，重新响应整车的目标功率，这会造成燃料电池发动机频繁变载，严重影响燃料电池发动机的寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种燃料电池过温限功率控制方法及装置，以解决目前燃料电池过温控制方法容易使燃料电池关机进而影响燃料电池正常使用的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种燃料电池过温限功率控制方法，该控制方法包括以下步骤：

3、1)根据当前工作电流确定的过温限功率阈值判断当前是否触发过温限功率报警；

4、2)当触发时，记录过温次数，并按照第一设定步长降低工作电流；

5、3)根据新工作电流确定的过温限功率阈值再次进行过温限功率报警触发判断，若未触发，则进入限功率运行状态；

6、4)若再次触发，则按照第一设定步长继续降低工作电流，并进行再次过温限功率报警触发判断，直至不再触发过温限功率报警。

7、本发明在触发过温限功率报警时，按照第一设定步长降低工作电流，并在新的工作电流下继续判断是否触发过温限功率报警，若再次触发，则继续降低工作电流，直至不再触发过温限功率报警，来实现多次快速降载的控制本发明采用过温限功率快速降载的控制策略，避免触发二级过温故障导致降载关机，保证了燃料电池的运行时间。

8、进一步地，当进入限功率运行状态时，计算反应温度与当前过温限功率阈值之间的差值，当所述差值小于第一阈值时，若目标功率大于输出功率时继续限功率运行，若目标功率不大于输出功率时按照目标功率运行；当所述差值不小于第一阈值，按照第二设定步长增加工作电流，直至所述温差小于第一阈值或者工作电流达到最大可加载电流；所述第二设定步长小于第一设定步长的1/3。

9、本发明还能够根据温度差值，提高工作电流电流，保证燃料电池发动机按照最大能力输出，又避免再次触发过温限功率故障，频繁降载-加载，影响发动机寿命。

10、进一步地，当工作电流达到最大可加载电流后，若反应温度与过温限功率阈值的差值大于第二阈值时，将过温次数减去一次，使最大可加载电流升高，按照第二设定步长再增加一次工作电流。

11、本发明在工作电流达到最大可加载电流后，若反应温度与过温限功率阈值的差值大于第二阈值时，说明当前散热能力较为充足，因此将过温次数减1，来提高到最大可加载电流，使工作继续加载一次，进一步保证了燃料电池发动机能够按照最大能力输出。

12、进一步地，所述最大可加载电流等于额定电流减去过温次数倍的电流变化允许值。

13、本发明将额定电流减去过温次数倍的电流变化允许值作为最大可加载电流，使得最大可加载电流能够随着过温次数的减小而增大，进而尽可能的提高工作电流。

14、进一步地，所述的电流变化允许值指的是最大允许功率变化量对应的电流值。

15、本发明将最大允许功率变化量对应的电流值作为电流变化允许值，能够保证所确定的最大可加载电流能够在最大允许功率变化量的要求之内。

16、进一步地，若反应温度与过温限功率阈值的差值不大于第二阈值时，若目标功率大于输出功率时继续限功率运行，若目标功率不大于输出功率时按照目标功率运行。

17、本发明在反应温度与过温限功率阈值的差值不大于第二阈值时，根据目标功率的变化情况进行限功率控制，在目标功率变小时，按照目标功率进行控制，使燃料电池输出功率满足目标要求，在目标功率变大时，继续限功率运行，以保证温度不再持续升高。

18、进一步地，第一设定步长由发动机额定电流和最大环境温度下的最大可输出电流确定。

19、本发明根据发动机额定电流和最大环境温度下的最大可输出电流确定第一设定步长，既能够满足快速降载的需求，又能够避免降载太多导致燃料电池输出功率过小。

20、进一步地，所述步骤2)当触发过温限功率报警时，还控制节温器开度设定最大、风扇转速设定最大。

21、本发明在触发过温限功率报警时，控制节温器开度设定最大、风扇转速设定最大，以最大的散热能力进行散热。

22、本发明还提供了一种燃料电池过温限功率控制装置，包括处理器，其特征在于，所述处理器用于执行指令以实现上述燃料电池过温限功率控制方法。

技术特征：

1.一种燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，当进入限功率运行状态时，计算反应温度与当前过温限功率阈值之间的差值，当所述差值小于第一阈值时，若目标功率大于输出功率时继续限功率运行，若目标功率不大于输出功率时按照目标功率运行；当所述差值不小于第一阈值，按照第二设定步长增加工作电流，直至所述温差小于第一阈值或者工作电流达到最大可加载电流；所述第二设定步长小于第一设定步长的1/3。

3.根据权利要求2所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，当工作电流达到最大可加载电流后，若反应温度与过温限功率阈值的差值大于第二阈值时，将过温次数减去一次，使最大可加载电流升高，按照第二设定步长再增加一次工作电流。

4.根据权利要求2所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，所述最大可加载电流等于额定电流减去过温次数倍的电流变化允许值。

5.根据权利要求4所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，所述的电流变化允许值指的是最大允许功率变化量对应的电流值。

6.根据权利要求3所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，若反应温度与过温限功率阈值的差值不大于第二阈值时，若目标功率大于输出功率时继续限功率运行，若目标功率不大于输出功率时按照目标功率运行。

7.根据权利要求1所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，第一设定步长由发动机额定电流和最大环境温度下的最大可输出电流确定。

8.根据权利要求1所述的燃料电池过温限功率控制方法，其特征在于，所述步骤2)当触发过温限功率报警时，还控制节温器开度设定最大、风扇转速设定最大。

9.一种燃料电池过温限功率控制装置，其特征在于，包括处理器，其特征在于，所述处理器用于执行指令以实现如权利要求1-8项任一项所述的燃料电池过温限功率控制方法。

技术总结
本发明涉及一种燃料电池过温限功率控制方法及装置，属于燃料电池控制技术领域。本发明采用过温限功率快速降载的控制策略，避免触发二级过温故障导致降载关机；同时还能够根据温度差值，提高工作电流电流，保证燃料电池发动机按照最大能力输出，又避免再次触发过温限功率故障，频繁降载‑加载，影响发动机寿命，避免偶发原因引起的过温限功率使可允许加载电流较小，无法加载大电流的情况。

技术研发人员：余阳阳,赵亚欣,原田,李江川,邰永超
受保护的技术使用者：宇通客车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24