[发明专利]操作燃料电池的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于操作燃料电池的系统，包括控制器，该控制器配置为通过区间平均值和累积平均值来导出燃料电池的输出限制值，其中区间平均值对应于指定时间的燃料电池的输出值的平均值，累积平均值对应于从开始操作燃料电池到当前时间点的燃料电池的输出值的平均值，并且基于所导出的输出限制值来控制燃料电池的操作。

技术领域

本发明涉及用于操作燃料电池的系统和方法，其中当操作燃料电池系统时，不仅使用实时输出数据，而是考虑到累积使用时间和每个时间段中的发电程度来可变地使用燃料电池的输出限制，以便了解通过实时数据无法检测到的燃料电池状态，并且由于燃料电池的更稳定的运行而提高燃料电池的耐久性。

背景技术

一般来讲，燃料电池系统的输出限制技术通过诸如冷却剂温度、环境温度、电池充电限制电力值等车辆的实时状况来实现。在这种输出限制技术中，限制值在燃料电池系统的寿命初期(BOL)状态下是有效的，但由于燃料电池系统的耐久性劣化，难以在燃料电池系统的寿命末期(EOL)状态下应用相同的限制值。

此外，由于燃料电池系统应用于各种应用场景，诸如商用车辆、飞机、船舶等，应用于这些应用场景的燃料电池系统要求比应用于例如乘用车的燃料电池系统需要更高的耐久性。因此，与乘用车中的燃料电池系统的输出和耐久性相比，在商用车辆和其他应用中尽管存在燃料电池输出损失，但仍需要努力提高燃料电池系统的耐久性。

为了满足这种情况下的要求，燃料电池系统需要考虑到耐久性而限制输出的功能，并且需要一种预先考虑燃料电池系统耐久性在评估条件下操作燃料电池系统而不通过实时系统参数限制燃料电池系统的输出的技术。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并且不应被解释为本领域技术人员已知的常规技术。

发明内容

因此，本发明提供了一种用于操作燃料电池的系统和方法，其中当操作燃料电池系统时，不仅使用实时输出数据，而是考虑到累积使用时间和每个时间段中的发电程度来可变地使用燃料电池的输出限制，以便了解通过实时数据无法检测到的燃料电池状态，并因此由于燃料电池的更稳定的运行而提高燃料电池的耐久性。

根据本发明的一个方面，上述和其他目的可通过提供一种用于操作燃料电池的系统来实现，所述系统包括控制器，该控制器配置为通过区间平均值和累积平均值来导出燃料电池的输出限制值，其中区间平均值对应于指定时间的燃料电池的输出值的平均值，累积平均值对应于从开始操作燃料电池到当前时间点的燃料电池的输出值的平均值，并且基于所导出的输出限制值来控制燃料电池的操作。

区间平均值可以是燃料电池的输出值的移动平均值。

所述控制器可配置为执行多个输出限制模式，并且可基于输出限制模式中的每一者不同地设置输出限制值。

输出限制模式可包括第一模式、第二模式和第三模式，并且控制器可通过区间平均值选择第一模式或第二模式并基于所选择的模式来计算输出限制值。

输出限制模式可包括第一模式、第二模式和第三模式，并且当第一模式中的区间平均值等于或大于第一参考值时，控制器可将燃料电池转换成第二模式。

当在第二模式中转换成第二模式后的参考时间等于或大于第一参考时间时，控制器可将所述燃料电池转换成第一模式。

输出限制模式可包括第一模式、第二模式和第三模式，并且当第一模式或第二模式中的累积平均值等于或大于第二参考值时，控制器可将燃料电池转换成第三模式。

当在第一模式或第二模式中，从燃料电池开始操作到当前时间点的参考时间等于或大于第二参考时间并且累积平均值等于或大于第二参考值时，控制器可将燃料电池转换成第三模式。

当在第三模式中累积平均值减少到第三参考值或更小时，控制器可将燃料电池返回到第一模式或第二模式。