燃料電池的控制方法、裝置和系統以及軌道車輛制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種燃料電池的控制方法、裝置和系統以及軌道車輛。其中，該方法包括：檢測目標對象的工作功率，其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電；在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。本發明專利技術解決了現有技術無法解決根據用電器的工作功率來對多臺燃料電池進行自動化控制造成在用電器功率較低的情況下燃料電池的氫氣轉化率較低的技術問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及燃料電池控制領域，具體而言，涉及一種燃料電池的控制方法、裝置和系統以及軌道車輛。
技術介紹
燃料電池是一種將氫和氧的化學能通過電極反應直接轉換成電能的裝置，由于燃料電池在反應過程中不涉及燃燒，其能量轉換效率不受卡諾循環的限制，可以達到很高的發電效率。因此，燃料電池作為一種無污染、熱轉換率高的新型能源，被廣泛應用于有軌電車和地鐵的供電系統中，為車廂中的空調、照明燈、電視等設施供電。在現有地鐵列車的空調用電中，可能采用至少兩臺燃料電池進行供電。針對上述燃料電池供電模式，現有技術采用的方案是兩臺燃料電池同時工作為空調供電。由于現在的空調大都采用變頻空調，因而當溫度達到預設環境溫度后，空調進入低功率工作狀態。當空調的工作功率降低后，空調所需的供電量降低，如果仍采用兩臺燃料電池同時工作的話，兩臺燃料電池的輸出功率都會降低，而燃料電池在較低的輸出功率時，燃料電池的發電效率，即氫氣轉換為電能的效率會很低，從而造成氫能源的浪費。如圖1所示為氫氣轉化率與燃料電池輸出功率的關系示意圖，圖1的橫坐標為燃料電池的輸出功率P，單位為瓦特，用W表示；圖1的縱坐標為氫氣轉化率n，氫氣轉化率是一個比值，用百分制表示。從圖1可以看出，在一定范圍內，氫氣轉化率是隨著輸出功率的增大而增大，當用電器(例如，空調)的所需要的供電量減少時，燃料電池的輸出功率也降低，假如燃料電池的輸出功率從p1降低到p2，則氫氣轉化率也會從n1減小到n2。針對上述現有技術無法解決根據用電器的工作功率來對多臺燃料電池進行自動化控制造成在用電器功率較低的情況下燃料電池的氫氣轉化率較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
本專利技術實施例提供了一種燃料電池的控制方法、裝置和系統以及軌道車輛，以至少解決現有技術無法解決根據用電器的工作功率來對多臺燃料電池進行自動化控制造成在用電器功率較低的情況下燃料電池的氫氣轉化率較低的技術問題。根據本專利技術實施例的一個方面，提供了一種燃料電池的控制方法，包括：檢測目標對象的工作功率，其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電；在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。根據本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種燃料電池的控制裝置，包括：檢測模塊，用于檢測目標對象的工作功率，其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電；關閉模塊，用于在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。根據本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種燃料電池的控制系統，包括：燃料電池，用于在軌道車輛上電之后，為軌道車輛的輔助系統供電；控制器，用于檢測目標對象的工作功率，并在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊；其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電。根據本專利技術實施例的另一方面，還提供了一種軌道車輛，包括上述燃料電池的控制系統。在本專利技術實施例中，采用根據用電器工作功率控制燃料電池供電的方式，通過檢測目標對象的工作功率，其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電；在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊，達到了處于供電狀態的每個燃料電池的輸出功率都處于較高的功率的目的，從而實現了提高燃料電池氫氣轉化率、降低燃料電池能耗的技術效果，進而解決了現有技術無法解決根據用電器的工作功率來對多臺燃料電池進行自動化控制造成在用電器功率較低的情況下燃料電池的氫氣轉化率較低的技術問題。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是根據現有技術的氫氣轉化率與燃料電池輸出功率的關系示意圖；圖2是根據本專利技術實施例的一種燃料電池的控制方法流程圖；圖3是根據本專利技術實施例的燃料電池的一個電池模組示意圖；圖4是根據本專利技術實施例的一種可選的燃料電池的控制方法流程圖；圖5是根據本專利技術實施例的一種可選的燃料電池的控制方法流程圖；圖6是根據本專利技術實施例的一種可選的燃料電池的控制方法流程圖；圖7是根據本專利技術實施例的一種燃料電池的控制裝置示意圖；以及圖8是根據本專利技術實施例的一種燃料電池的控制系統示意圖。具體實施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術方案，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本專利技術保護的范圍。需要說明的是，本專利技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本專利技術的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。實施例1根據本專利技術實施例，提供了一種燃料電池的控制方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。圖2是根據本專利技術實施例的一種燃料電池的控制方法，如圖2所示，該方法包括如下步驟：步驟S102，檢測目標對象的工作功率，其中，目標對象由至少兩臺燃料電池供電。在上述步驟中，上述目標對象可以是由燃料電池供電的用電器設備，例如，可以是空調，照明燈、電視等；該目標對象由一臺或多臺燃料電池供電。由于氫氣轉化率與燃料電池的輸出功率之間存在一定的關系，而燃料電池的輸出功率與由燃料電池供電的用電器設備工作功率相關，為了得到燃料電池的輸出功率，首先需要檢測目標對象的工作功率。步驟S104，在檢測到目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。在上述步驟中，上述電池模塊可以是構成燃料電池組的一種單元，將一定的數量的電池模塊按特定要求進行組裝可以形成電池組，如圖3所示為燃料電池的一個電池模組示意圖，圖標301為由電池模塊組成的電池模組，圖標303所示為構成電池模組的電池模塊，每一臺燃料電池可以包括一個或多個電池模組。當檢測到目標對象(例如，空調)的工作功率低于某一預定功率，則可以通過一定的調控策略來選擇關閉為上述目標對象供電的一臺或多臺燃料電池，優選的，可以關閉一臺或多臺燃料電池中的電池模塊。此處需要說明的是，在關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊的情況下，提高其他沒有關閉的燃料電池或沒有關閉的電池模塊的輸出功率。作為一種可選的實施方式，本申請上述實施例以空調為例來進行說明，為空調供電的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃料電池的控制方法，其特征在于，包括：檢測目標對象的工作功率，其中，所述目標對象由至少兩臺燃料電池供電；在檢測到所述目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。

【技術特征摘要】
1.一種燃料電池的控制方法，其特征在于，包括：檢測目標對象的工作功率，其中，所述目標對象由至少兩臺燃料電池供電；在檢測到所述目標對象的工作功率低于預定功率的情況下，關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊的情況下，提高其他沒有關閉的燃料電池或沒有關閉的電池模塊的輸出功率。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在關閉至少一臺燃料電池或關閉任意一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊之后，所述方法還包括：繼續檢測所述目標對象的工作功率；在檢測到所述目標對象的工作功率高于所述預定功率的情況下，恢復關閉的燃料電池或電池模塊，并控制燃料電池進行均衡供電。4.根據權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，使用多臺燃料電池對所述目標對象供電，其中，在關閉至少一臺燃料電池之前，所述方法還包括：讀取所述目標對象當前的工作功率，以及燃料電池對應的氣體轉換范圍；根據所述目標對象當前的工作功率和所述氣體轉換范圍，計算需要關閉的燃料電池的關閉數量；按照所述燃料電池的關閉數量從所述多臺燃料電池中選擇至少一臺燃料電池作為待關閉的燃料電池，其中，繼續工作的燃料電池的平均功率處于所述氣體轉換范圍內，所述氣體轉換范圍為輸入至所述燃料電池的氣體的轉換率的高轉換范圍。5.根據權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，在使用多臺燃料電池對所述目標對象供電，且不允許關閉整臺燃料電池的情況下，其中，在關閉一臺或多臺燃料電池中所包含的電池模塊之前，所述方法還包括：讀...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳冬華，李艷昆，田慶，張會青，肖嬋娟，韓慶軍，姚正斌，
申請(專利權)人：中車青島四方機車車輛股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37