阅读说明：本技术 一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法 (Hydrogen fuel cell control method applied to balance weight type forklift ) 是由 许利利 张军 张克军 白迎春 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了混合动力系统的功率分配领域的一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法,包括：S1：基于动力电池的单体电压状态与整车负载需求判断燃料电推FC是否满足启停条件；S2：判断燃料电堆FC内的氢瓶压力值是否在预设的压力区间；若是转为S3；否则,由动力电池输出功率到整车负载,整车报警,限流输出或者功能锁止。S3：判断整车需求功率与燃料电堆FC、动力电池的分配关系；若大于后两者之和,则整车上报过流故障；否则,燃料电堆FC、动力电池分别按照第一优先级、第二优先级分配输出功率到整车负载。本发明充分利用了混合供电的特点,提高了系统的经济性,减少了功率损失,提高了燃料利用率,使燃料电堆FC始终保持在高效率区工作。(The invention discloses a hydrogen fuel cell control method applied to a balance weight type forklift in the field of power distribution of a hybrid power system, which comprises the following steps: s1: judging whether the fuel electric push FC meets start-stop conditions or not based on the single voltage state of the power battery and the load requirement of the whole vehicle; s2: judging whether the pressure value of a hydrogen cylinder in the fuel cell FC is within a preset pressure interval or not; if so, go to S3; otherwise, the power battery outputs power to the load of the whole vehicle, the whole vehicle gives an alarm, and the current-limiting output or the function is locked. S3: judging the distribution relation of the required power of the whole vehicle, the fuel cell stack FC and the power battery; if the sum of the two is larger than the sum of the two, the whole vehicle reports the overcurrent fault; otherwise, the fuel cell stack FC and the power cell distribute output power to the load of the whole vehicle according to the first priority and the second priority respectively. The invention fully utilizes the characteristic of hybrid power supply, improves the economical efficiency of the system, reduces the power loss, improves the fuel utilization rate and ensures that the fuel cell stack FC always works in a high-efficiency area.)

一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力系统的功率分配领域，具体是一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法。

背景技术

随着物流仓储行业的发展，叉车作为必不可少的搬运工具备受青睐。传统的内燃叉车主要为汽柴油发动机，效率低，污染大，纯电动叉车虽然解决了碳排放问题，但是在频繁更换电池和电池回收问题上存在着压力，因此以氢燃料电池作为主要动力源的叉车开始出现，它克服了传统内燃叉车的排放问题和纯电动叉车的电池回收及频繁更换的缺点，工作效率高，排放物只有纯水，而且加氢速度快，它作为一种高效、清洁、优质动力源，已经引起了世界各国物流行业的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法，包括：

S1：基于动力电池的单体电压状态与整车负载需求判断燃料电推FC是否满足启停条件；

S2：若满足启动条件，判断燃料电堆FC内的氢瓶压力值是否在预设的压力区间；若是，转为S3；否则，由动力电池输出功率到整车负载，整车限功率输出或功能锁止。

S3：判断整车需求功率与燃料电堆FC、动力电池的分配关系；若前者大于后两者之和，则整车上报过流故障，整车限功率输出；否则，燃料电堆FC、动力电池分别按照第一优先级、第二优先级的顺序分配输出功率到整车负载。

作为本发明的改进方案，S1中，整车启动时，当动力电池的最低单体电压低于低压启动点V_DQ或整车需求电流大于设置值I_DQ的时候，燃料电堆FC启动工作；当动力电池最高单体电压达到设定值V_HT的时候，燃料电堆FC停止工作。

作为本发明的改进方案，S1中，整车启动时，当动力电池的电压高于低压启动点V_DQ或整车需求电流小于设置值I_DQ时，燃料电堆不满足启动条件，由动力电池全部提供整车负载功率。

作为本发明的改进方案，S3中，当整车需求功率小于燃料电堆FC的输出功率时，燃料电堆FC的输出功率一部分分配到整车负载，另一部分分配到动力电池为其充电。

作为本发明的改进方案，S3中，当整车需求功率大于燃料电堆FC的输出功率同时又小于燃料电堆FC与动力电池的输出功率之和时，燃料电堆FC全功率输出到整车负载，动力电池补足整车需求功率与燃料电堆FC输出功率之间的差值。

有益效果：本发明所采用的控制方法充分利用了平衡重式叉车采用混合供电的特点，采用动力电池与氢燃料电池进行配合，根据功率跟随能量的策略合力有效地分配了两个供电单元的功率输出，提高了系统的经济性，减少了功率损失，提高了燃料利用率，使燃料电堆FC始终保持在高效率区工作。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的燃料电堆FC启动工作的流程图；

图3为本发明的燃料电堆FC的分配逻辑图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种应用于平衡重式叉车的氢燃料电池控制方法，如图1所示，包括燃料电堆FC、DC-DC模块、动力电池以及负载，燃料电堆FC为平衡重叉车的主要动力源，用于为整车以及动力电池提供电能，DC-DC模块用于对燃料电堆FC输出的电能进行直流转换，供给负载用电或者为动力电池充电。动力电池主要用于整车系统的功率平衡，在某些情况下吸收DC-DC模块输出的富余功率，在其他情况下输出全部或部分功率到整车。

控制方法具体如下：

S1：如图2所示，整车上电后系统初始化，初始化完成后进行自检，如自检故障则显示告警信息，待故障解决后重新自检，如自检正常则基于动力电池的单体电压状态与整车需求电流判断燃料电推FC是否满足启停条件：当动力电池的最低单体电压低于低压启动点V_DQ或整车需求电流大于设置值I_DQ的时候，燃料电堆FC启动工作，反之则不满足启动条件，由由动力电池全部提供整车负载功率。燃料电堆FC工作过程中，当检测到动力电池最高单体电压达到设定值V_HT的时候，燃料电堆FC随之停止工作。

S2：若满足启动条件，判断燃料电堆FC内的氢瓶压力值是否在预设的压力区间；若是，转为S3。若否，则当氢瓶压力过低时，整车报燃料电堆FC压力过低故障，整车限功率输出，由动力电池输出功率到整车负载，如动力电池故障无输出，则整车功能锁止。同样地，当氢瓶压力过高时，由动力电池输出功率到整车负载，如动力电池故障无输出，则整车功能锁止。

S3：如图3所示，当氢瓶压力正常，则判断整车需求功率与燃料电堆FC、动力电池的分配关系。

以燃料电堆FC作为第一优先级输出功率，动力电池作为第二优先级输出功率。当整车需求功率小于燃料电堆FC的输出功率时，动力电池不参与输出，燃料电堆FC作为第一优先级，其输出功率一部分分配到整车负载，另一部分分配到动力电池为其充电。

当整车需求功率大于燃料电堆FC的输出功率同时又小于燃料电堆FC与动力电池的输出功率之和时，燃料电堆FC与动力电池同时参与输出，燃料电堆FC全功率输出到整车负载，动力电池用于补足整车需求功率与燃料电堆FC输出功率之间的差值。

若整车需求功率大于燃料电堆FC与动力电池的输出功率之和，则整车上报过流故障，整车限功率输出。

本发明所采用的控制方法充分利用了平衡重式叉车采用混合供电的特点，采用动力电池与氢燃料电池进行配合，根据功率跟随能量的策略合力有效地分配了两个供电单元的功率输出，提高了系统的经济性，减少了功率损失，提高了燃料利用率，使燃料电堆FC始终保持在高效率区工作。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。