[发明专利]一种低温情况下燃料电池控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种低温情况下燃料电池控制方法，包括以下步骤：获取动力电池的温度、SOP和SOC；对动力电池所处温度范围、SOC及当前允许SOP进行判断，控制燃料电池启动和动力电池加热开启；当动力电池温度低于设定阈值或SOC小于设定阈值时，启动燃料电池；燃料电池输出功率根据动力电池允许功率、加热所需功率和车辆最低能耗功率进行控制。在低温环境下动力电池容量降低，且不允许充电，在动力电池可用电量有限时，进行综合分配，分别控制加热时序并对燃料电池系统输出功率进行限制使用。加快双电源系统迅速能够进入正常工作状态，使动力电池电量能够恢复到正常控制范围，避免出现过度放电的情况，车辆动力性也逐渐恢复正常。

技术领域

本发明属于燃料电池汽车的燃料电池系统技术领域，具体地涉及一种低温情况下燃料电池控制方法及系统。

背景技术

燃料电池是一种不经过燃烧直接将化学能转化为电能的发电装置，可用作固定式发电站也可作为移动电源，作为车载电源，燃料一般为H₂，氧化剂一般为空气。燃料电池系统虽然具有燃料加载快、续航里程长，无污染等优点。

但是氢燃料新能源车辆在低温环境运行时受环境温度限制。在低温环境下，动力电池可用电量是车辆上唯一的动力来源，动力电池在低温环境下可用功率受到限制，氢燃料系统在低温下同时也难以直接启动。动力电池在低温情况下需要开启加热，系统可用电量在加热和行车需求下，动力电池电量将出现持续降低的情况，在氢燃料系统还未达到开启条件下，锂电池已经无电可用，导致车辆运行受到影响，严重情况下导致动力电池过放，影响动力电池的使用寿命和安全性。

根据燃料电池启动时的温度特性，同时结合动力电池的温度特性，制定相应的低温启动的控制方法，用以解决在氢燃料新能源车辆中因低温因素导致的影响车辆运行的情况，同时也避免对动力电池在低温环境中过度使用造成不可逆的影响。

在燃料电池低温启动控制中，研究发现燃料电池启动输出和动力电池控制的相互匹配，可以很好的解决车辆在低温应用中出现的问题。本发明因此而来。

发明内容

针对燃料电池在低温环境中启动问题，解决动力电池和燃料电池低温启动策略，在避免同时启动时动力电池电量的快速降低，造成过放等的技术问题，本发明的目的是提供一种低温情况下燃料电池控制方法及系统，在低温环境下动力电池容量降低，且不允许充电，在动力电池可用电量有限的情况下，进行综合分配，分别控制加热时序并对燃料电池系统输出功率进行限制使用。加快双电源系统迅速能够进入正常工作状态，使动力电池电量能够恢复到正常控制范围，避免出现过度放电的情况，车辆动力性也逐渐恢复正常。

本发明的技术方案是：

一种低温情况下燃料电池控制方法，包括以下步骤：

S01：获取动力电池的温度、SOP和SOC；

S02：对动力电池所处温度范围、SOC及当前允许SOP进行判断，控制燃料电池启动和动力电池加热开启；

S03：当动力电池温度低于设定阈值或SOC小于设定阈值时，启动燃料电池；燃料电池输出功率根据动力电池允许功率、加热所需功率和车辆最低能耗功率进行控制。

优选的技术方案中，所述步骤S02中，动力电池加热开启根据不同温度区间结合SOP进行分阶段开启加热。

优选的技术方案中，所述步骤S02中判断方法包括：

S21：当动力电池温度T_BATmin≤T1，动力电池禁止充电，控制动力电池加热开启，控制燃料电池不启动；

S22：当动力电池加热开启，T1＜T_BATmin≤T2时，控制动力电池加热关闭，控制动力电池以功率P1充电，控制燃料电池启动；