具体实施方式

本发明实施例通过提供一种燃料电池供电系统及其控制方法和控制装置，解决了相关技术中燃料电池汽车供电系统的重量较大，以及成本较高的技术问题。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过将燃料电池供电组、动力电池供电组以及继电器，分别与整车控制器连接，其中，燃料电池供电组通过继电器与动力电池供电组连接，并在整车启动后，通过整车控制器获取整车需要的实际功率。

若实际功率小于或等于第一预设阈值，则控制燃料电池供电组向用电负载端供电，并控制动力电池供电组处于待机状态，以及控制继电器处于闭合状态，以对动力电池供电组充电，直到满足断开继电器的条件，这样既保障了整车所需功率全部由燃料电池组提供，动力电池供电组也能够始终处于满电状态。否则，控制燃料电池供电组和动力电池供电组共同向用电负载端供电，并控制继电器处于断开状态，直到动力电池供电组的工作状态满足预设触发条件，燃料电池供电组会向用电负载端供电的同时向动力电池供电组供电，以保证动力电池供电组始终有供电能力。

由于本发明优先通过燃料电池供电组向用电负载端供电，只有在燃料电池供电组无法满足整车需要的实际功率时，才会同时控制动力电池组向用电负载端供电，因而只需配置电池容量较小，且输出功率较小的动力电池，进而能够减小燃料电池供电系统的重量，并减少整车供电系统的成本。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，能够按照除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

第一方面，本发明通过本发明一实施例，提供了一种燃料电池供电系统，用于为整车的用电负载端供电，以满足整车使用过程中的功率需求。

用电负载端可以包括空调、驱动电机、车载插座以及转向助力装置等。

请参见图1所示，该系统包括：整车控制器100、燃料电池供电组200、动力电池供电组300以及继电器400。其中，燃料电池供电组200、动力电池供电组300以及继电器400均分别与整车控制器100连接；燃料电池供电组200通过继电器400与动力电池供电组300连接。

具体的，在整车控制器100获取整车需要的实际功率之前，整车控制器100会在检测到点火指令的时候，对燃料电池供电组进行检查，并在燃料电池供电组200无异常的情况下启动燃料电池供电组200。

在具体实施过程中，用户通过点火操作对整车控制器100产生点火指令，整车控制器100检测到点火指令时，控制动力电池供电组300为燃料电池供电组200提供启动电能，以使燃料电池供电组200启动并进入自检程序。

若燃料电池供电组200在执行自检程序的过程中，没有出现异常情况，则会通过并完成自检程序；否则重新执行自检程序，并向整车控制器100发送自检异常信号，以使整车控制器100记录该次启动异常情况。

燃料电池供电组200在完成自检程序后，会向整车控制器100反馈自检完成信号，整车控制器100在收到自检完成信号后，控制燃料电池供电组200向用电负载端供电，从而完成整车启动。

具体的，整车控制器100用于在整车启动后获取整车需要的实际功率。

在具体实施过程中，整车控制器100可以根据整车的用电请求信息，确定出实际功率。用电请求信息可以根据用户对油门踏板行程的控制确定，举例来讲，若用户踩下油门踏板的行程越大，用电请求信息表征的实际功率也就越大。

用电请求信息还可以根据预设行驶工况确定，预设行驶工况可以包括环境温度、行驶速度、行驶坡度以及四轮工作状态。举例来讲，环境温度越低、行驶速度越快、行驶坡度越大并且四轮均在工作，则对应预设行驶工况表征的实际功率也就越大。

在燃料电池供电组200开始工作之后，假如整车控制器100检测到实际功率小于或等于第一预设阈值，则控制燃料电池供电组200向用电负载端供电，并控制动力电池供电组300处于待机状态，以及控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池供电组300充电，直到满足断开继电器400的条件。

第一预设阈值可以根据燃料电池供电组200的额定输出功率确定，即燃料电池供电组200的额定输出功率越大，第一预设阈值也就越大。可以将该燃料电池供电组200的额定输出功率设置为第一预设阈值。

在具体实施过程中，请参见图2所示，燃料电池供电组200至少包括：燃料电池控制器201、燃料电池202以及燃料存储器203。燃料电池202控制器201与整车控制器100连接，用于在接收到整车控制器100发送的启动信号时，控制燃料电池202向用电负载端供电；燃料存储器203与燃料电池202连接，用于向燃料电池202提供燃料，以满足燃料电池202的正常工作。

在具体实施过程中，请参见图3所示，动力电池供电组300至少包括：动力电池控制器301以及动力电池302；动力电池控制器301与整车控制器100连接，用于在接收到整车控制器100发送的启动信号时，控制动力电池302向用电负载端供电。

在燃料电池供电组200开始工作之后，假如整车控制器100检测到实际功率大于第一预设阈值，则控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电，并控制继电器400处于断开状态，直到动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件。

具体的，在实际功率大于第一预设阈值的情况下：假如整车控制器100检测到实际功率还大于第二预设阈值，则控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电。

第二预设阈值可以根据燃料电池202以及动力电池302的额定输出功率确定，具体的，燃料电池202的额定输出功率与动力电池302的额定输出功率之和越大，第二预设阈值也就越大。可以将燃料电池202与动力电池302的额定输出功率之和设置为第二预设阈值。

在具体实施过程中，假如实际功率大于第二预设阈值，整车控制器100会控制燃料电池供电组200工作在高效区间，以实现燃料消耗与输出功率的平衡，进而增加整车的续航里程。

燃料电池供电组200的高效区间可以根据燃料电池202的类型确定。

假如整车控制器100检测到实际功率小于第二预设阈值，则控制燃料电池供电组200以额定输出功率向用电负载端供电，同时，控制动力电池供电组300以额定输出功率向用电负载端供电，以满足整车短暂爆发时需要的功率。

在此期间，若动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件，整车控制器100便会控制动力电池供电组300处于待机状态，并控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池302充电，直到满足断开继电器400的条件；其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

在具体实施过程中，假如实际功率大于第一预设阈值，且实际功率小于第二预设阈值，整车控制器100会控制燃料电池供电组200工作在高效区间，以实现燃料消耗与输出功率的平衡，进而增加整车的续航里程。

另外，整车控制器100控制动力电池供电组300向用电负载端供电，此时，动力电池供电组300的输出功率根据功率差确定，其中，功率差基于燃料电池供电组200工作在高效区间时输出功率与实际功率的差值得到。

在动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件时，控制动力电池供电组300处于待机状态，并控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池302充电，直到满足断开继电器400的条件。

具体的，整车控制器100还可以用于：监测动力电池302的电量，并在动力电池302的电量低于第一预设电量时，判定动力电池供电组300的工作状态满足触发条件；以及在动力电池302的电量高于第二预设电量时，判定满足断开继电器400的条件。

第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种燃料电池供电系统控制方法，应用于第一方面中任一系统。

请参见图4所示，该燃料电池供电系统控制方法包括如下步骤：

步骤S401：在整车启动后获取整车需要的实际功率。

步骤S402：若实际功率小于或等于第一预设阈值，则控制燃料电池供电组200向用电负载端供电，并控制动力电池供电组300处于待机状态，以及控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池供电组300充电，直到满足断开继电器400的条件。

步骤S403：若实际功率大于第一预设阈值，则控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电，并控制继电器400处于断开状态，直到动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件。

具体的，控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电，并控制继电器400处于断开状态，直到动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件，包括：在实际功率大于第一预设阈值的情况下：若实际功率还大于第二预设阈值，则控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电；若实际功率小于第二预设阈值，则控制燃料电池供电组200处于高效工作状态，并控制动力电池供电组300向用电负载端供电；在动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件时，控制动力电池供电组300处于待机状态，并控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池302充电，直到满足断开继电器400的条件；其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

具体的，动力电池供电组300的工作状态满足触发条件，包括：监测动力电池302的电量，并在动力电池302的电量低于第一预设电量时，判定动力电池供电组300的工作状态满足触发条件；满足断开继电器400的条件，包括：监测动力电池302的电量，并在动力电池302的电量高于第二预设电量时，判定满足断开继电器400的条件。

第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供了一种燃料电池供电系统控制装置，应用于第一方面中任一系统。

请参见图5所示，该燃料电池供电系统控制装置包括：

功率获取单元501，用于在整车启动后获取整车需要的实际功率；

供电控制单元502，用于在实际功率小于或等于第一预设阈值时，控制燃料电池供电组200向用电负载端供电，并控制动力电池供电组300处于待机状态，以及控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池供电组300充电，直到满足断开继电器400的条件；

供电控制单元502，还用于在实际功率大于第一预设阈值时，控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电，并控制继电器400处于断开状态，直到动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件。

由于本实施例所介绍的燃料电池供电系统控制方法为实施本发明实施例中燃料电池供电系统控制装置所采用的方法，故而基于本发明实施例中所介绍的燃料电池供电系统控制装置，本领域所属技术人员能够了解本实施例的系统的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该系统如何实现本发明实施例中的系统不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中燃料电池供电系统控制装置所采用的方法，都属于本发明所欲保护的范围。

上述本发明实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明所公开的燃料电池供电系统，整车控制器100检测到实际功率小于或等于第一预设阈值时，通过控制燃料电池供电组200向用电负载端供电，并控制动力电池供电组300处于待机状态，以及控制继电器400处于闭合状态，以对动力电池供电组300充电，直到满足断开继电器400的条件，这样既保障了整车所需功率全部由燃料电池202组提供，动力电池供电组300也能够始终处于满电状态。整车控制器100检测到实际功率大于第一预设阈值时，控制燃料电池供电组200和动力电池供电组300共同向用电负载端供电，并控制继电器400处于断开状态，直到动力电池供电组300的工作状态满足预设触发条件，燃料电池供电组200会向用电负载端供电的同时向动力电池供电组300供电，以保证动力电池供电组300始终有供电能力。

由于本发明优先通过燃料电池供电组200向用电负载端供电，只有在燃料电池供电组200无法满足整车需要的实际功率时，才会同时控制动力电池302组向用电负载端供电，因而只需配置电池容量较小，且输出功率较小的动力电池302，进而能够减小燃料电池供电系统的重量，并减少整车供电系统的成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为系统、系统、或计算机产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的系统、设备(系统)、和计算机产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。