本技术涉及燃料电池,尤其涉及一种燃电系统的零功率控制方法、燃电系统、介质及电动汽车。
背景技术:
1、随着新能源汽车及氢能汽车的推广和普及,越来越多的汽车企业开始向电气化和新能源化迈进而采用燃电系统,氢燃料电池车在国内外市场主要以“电-电混合”的模式为主,即以燃料电池为主,动力电池为辅的混合模式。
2、一般来说,燃电系统在怠速工况时存在一个最低输出功率,其目的是为了避免电堆高电位(例如0.85v)。而在整车怠速时,如果整车动力电池soc较高,是不允许燃电系统发电的,需要燃电系统对整车零功率输出。因此在整车怠速时,需要采取相应的措施让燃电系统对整车输出功率为0。
3、传统的燃电系统的零功率输出设计,都是通过耗能设备来降低怠速工况下的功率输出,以达到零功率输出的目的,例如,控制加热器、空气压缩机、散热风扇、水泵和氢泵中至少之一的运行功率增大,来降低燃电系统在怠速运行工况下的净输出功率。
4、现有技术这种利用耗能设备进行功率消耗的方式,会造成燃电系统的功耗变大。
技术实现思路
1、为了满足燃电系统的零功率输出的需求,本发明提供了一种燃电系统的零功率控制方法、燃电系统、介质及电动汽车,并不是在怠速模式下进行耗能,而是采用一种新的工作模式(零功率输出模式)来达到零功率输出。在零功率输出模式下,从燃电系统的内部入手,通过参考电堆电压电流map表来调节空气供给系统中的进气量,使电堆单片电压始终保持为零电流输出,使电堆始终工作在零电流输出所在的电压范围内工作,从而有效的实现燃点系统的零功率输出,提高燃电系统的零功率输出的稳定性,提升燃电系统的效率。
2、为解决上述技术问题,本发明的第一方面,公开了一种燃电系统的零功率控制方法,所述方法包括:
3、当燃电系统启动完成并进入运行状态后,检测所述燃电系统中的电堆目标输出电流、电堆出口温度;
4、若所述电堆目标输出电流为0,且所述电堆出口温度在第一设定温度阈值之上,控制整车进入零功率输出模式;
5、在所述零功率输出模式中,从电堆电压电流map表中电堆拉载电流为0时对应的电堆电压阈值范围中,选取n个互不相邻的电堆电压阈值作为判断标准,对电堆平均电压进行检测,并根据检测结果对空气供给系统中的进堆截止阀的开度进行控制,以使所述电堆平均电压始终保持为零电流输出;其中,所述电堆电压电流map表中公开了电堆单片电压和电堆拉载电流的映射关系,所述电堆电压阈值范围小于电堆单片最高电压,且所述电堆单片最高电压在所述电堆电压电流map表中对应的电堆拉载电流大于0,n≥4且为正整数。
6、可选的,所述检测所述燃电系统中的电堆目标输出电流、电堆出口温度之后,所述方法还包括:
7、若所述电堆目标输出电流为0,所述电堆出口温度小于所述第一设定温度阈值,则控制所述燃电系统进行低温急速暖机,以使所述电堆出口温度在第一设定温度阈值之上。
8、可选的,若所述电堆目标输出电流为0,且所述电堆出口温度在第一设定温度阈值之上,所述方法还包括:
9、判断pcu的实际电流是否大于怠速电流;
10、若否,进入所述零功率输出模式;
11、若是,进入降载阶段;在所述降载阶段,控制pcu的实际电流按照设定斜率降低直至小于等于所述怠速电流,以及按照所述怠速电流对应的供氢量、供气量和小循环降温模式,控制所述控制氢气供给系统按照、所述空气供给系统、冷却系统运行。
12、可选的,在所述零功率输出模式中,所述方法还包括:
13、以所述电堆单片最高电压在所述电堆电压电流map表中对应的电堆拉载电流作为限值,拉载动力控制单元pcu的目标电流,以使所述pcu的目标电流小于电堆单片最高电压在所述电堆电压电流map表中对应的电堆拉载电流。
14、可选的,n个电堆电压阈值中至少包含逐渐减小的第一电堆电压阈值、第二电堆电压阈值、第三电堆电压阈值、第四电堆电压阈值;
15、所述对电堆平均电压进行检测,并根据所述检测结果对空气供给系统中的进堆截止阀的开度进行控制,具体包括:
16、判断所述电堆平均电压分别与所述第一电堆电压阈值、所述第二电堆电压阈值、所述第三电堆电压阈值、所述第四电堆电压阈值的大小关系;
17、若所述电堆平均电压大于所述第一电堆电压阈值,按第一周期、按第一开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行一级累减控制,直至所述电堆平均电压小于等于所述第一电堆电压阈值;
18、若所述电堆平均电压大于所述第一电堆电压阈值,按第二周期、按第二开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行二级累减控制,直至所述电堆平均电压小于等于所述第二电堆电压阈值;其中,所述第二开度标定值小于所述第一开度标定值,所述二级累减的控制力度小于所述一级累减的控制力度;
19、若所述电堆平均电压是否处于所述第三电堆电压阈值和所述第二电堆电压阈值之间,维持进堆截止阀的开度不变;
20、若所述电堆平均电压小于所述第三电堆电压阈值,按第三周期、按第三开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行一级累加控制,直至所述电堆平均电压大于等于所述第三电堆电压阈值;
21、若所述电堆平均电压是否小于第四电堆电压阈值,按第四周期、按第四开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行二级累加控制,直至所述电堆平均电压大于等于所述第四电堆电压阈值;其中,所述第四开度标定值大于所述第三开度标定值,所述二级累加的控制力度大于所述一级累加的控制力度。
22、可选的,所述按第一周期、按第一开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行一级累减控制,具体包括:
23、按第一开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行一级累减控制,并在首个第一周期中的任意时刻随机检测所述电堆平均电压与所述第一电堆电压阈值的大小关系;
24、若所述电堆平均电压大于所述第一电堆电压阈值,继续执行直至所述首个第一周期执行完毕;
25、在所述首个第一周期执行完毕后,若所述电堆平均电压大于所述第一电堆电压阈值,以一个周期为检测节点检测所述电堆平均电压与所述第一电堆电压阈值的大小关系。
26、可选的,在所述零功率输出模式中,所述方法还包括:
27、实时监测所述电堆单片电压、所述电堆目标输出电流、所述电堆出口温度;
28、若所述电堆单片电压大于所述电堆单片最高电压,或者所述电堆目标输出电流大于怠速电流,或者所述电堆出口温度小于等于第二设定温度阈值;控制整车进入需求功率发电模式;其中,所述第二设定温度阈值小于所述第一设定温度阈值;
29、若所述电堆目标输出电流大于0且小于等于所述怠速电流,控制整车进入怠速运行模式。
30、本发明的第二方面,公开了一种燃电系统,包括:
31、检测单元,用于当燃电系统启动完成并进入运行状态后,检测所述燃电系统中的电堆目标输出电流、电堆出口温度;
32、模式切换单元,用于若所述电堆目标输出电流为0,且所述电堆出口温度在第一设定温度阈值之上,控制整车进入零功率输出模式;
33、零功率控制单元,用于在所述零功率输出模式中,从电堆电压电流map表中电堆拉载电流为0时对应的电堆电压阈值范围中,选取n个互不相邻的电堆电压阈值作为判断标准,对电堆平均电压进行检测,并根据检测结果对空气供给系统中的进堆截止阀的开度进行控制,以使所述电堆平均电压始终保持为零电流输出;其中,所述电堆电压电流map表中公开了电堆单片电压和电堆拉载电流的映射关系,所述电堆电压阈值范围小于电堆单片最高电压,且所述电堆单片最高电压在所述电堆电压电流map表中对应的电堆拉载电流大于0,n≥4且为正整数。
34、本发明的第三方面,公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
35、本发明的第四方面,公开了一种电动汽车,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
36、通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
37、本发明提供的技术方案,相比于现有技术从外部入手采用消耗设备降低燃电系统的功率输出的方式,本发明采用一种新的工作模式(零功率输出模式)来达到零功率输出。在零功率输出模式下,从燃电系统的内部入手,通过参考电堆电压电流map表来调节空气供给系统中的进气量,使电堆单片电压始终保持为零电流输出,使电堆始终工作在零电流输出所在的电压范围内工作,从而有效的实现燃点系统的零功率输出,提高燃电系统的零功率输出的稳定性,提升燃电系统的效率。
38、本发明提供的技术方案,无需采用关停燃点系统的方式来控制其达到零功率输出的状态,还能够解决燃电系统因不断启停导致寿命降低的问题,保证燃电系统的使用寿命。
39、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种燃电系统的零功率控制方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检测所述燃电系统中的电堆目标输出电流、电堆出口温度之后,所述方法还包括:
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,若所述电堆目标输出电流为0,且所述电堆出口温度在第一设定温度阈值之上,所述方法还包括:
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述零功率输出模式中,所述方法还包括:
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,n个电堆电压阈值中至少包含逐渐减小的第一电堆电压阈值、第二电堆电压阈值、第三电堆电压阈值、第四电堆电压阈值;
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述按第一周期、按第一开度标定值对所述进堆截止阀的开度进行一级累减控制,具体包括:
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述零功率输出模式中,所述方法还包括:
8.一种燃电系统,其特征在于,包括:
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种电动汽车,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。