具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的一种燃料电池系统100。

根据本发明的燃料电池系统100包括燃料电池120、动力电池110和电池功率检测模块170、负载功率检测模块160和控制器130，其中，燃料电池120与负载150相连，动力电池110与燃料电池120和负载150相连，电池功率检测模块170与动力电池110相连且适于检测动力电池110的最大放电功率，负载功率检测模块160与负载150相连且适于检测负载需求功率，控制器130分别与电池功率检测模块170、负载功率检测模块160、燃料电池120和动力电池110电连接，在负载需求功率大于动力电池110的最大放电功率时控制器130控制燃料电池120启动，燃料电池120的输出功率不小于预设功率。

相关技术中，由于燃料电池120的最低稳定功率较高，且燃料电池120长时间运行会突破动力电池110的最高限制，而燃料电池120的多次启停会影响到燃料电池120的使用寿命。

根据本申请的燃料电池系统100通过设置动力电池110、燃料电池120以及控制器130，控制器130根据负载功率检测模块160所检测到的负载需求功率，通过比较负载需求功率与动力电池110的最大放电功率来控制燃料电池120，以作为燃料电池120的启动条件，在动力电池110无法满足负载150需求时，燃料电池120才会启动，同时为保证燃料电池120的运行稳定可靠，燃料电池120的输出功率始终保持在预设功率以上，以提高燃料电池120运行的稳定性以及燃料电池系统的效率。

根据本发明的燃料电池系统100，控制器130根据负载需求功率与动力电池110的最大放电功率作为是否启动燃料电池120的条件，使燃料电池120的启停次数降低，同时将燃料电池120的输出范围设置在不小于预设功率的范围内，可以保证燃料电池120的运行稳定可靠。

根据本发明的一个实施例，预设功率为燃料电池120的最大效率运行时的功率值，燃料电池120只能以不小于预设功率的功率值进行输出，而预设功率为燃料电池120的最大效率时的输出功率，燃料电池120具有较高的能量转化效率，使燃料电池系统100更加高效，降低了燃料电池系统100的能耗。

根据本发明的一个实施例，负载需求功率小于预设功率时，控制器130控制燃料电池120以预设功率输出，在燃料电池120启动后，负载需求功率小于预设功率，燃料电池120保持在预设功率，燃料电池120的部分功率可以用于满足负载150的功率需求，另一部分功率可以用于对动力电池110进行充电，使燃料电池120保持在较高的工作效率，同时可以将部分能量用于对动力电池110充电，提高了燃料电池系统100的经济性，避免能量浪费。

根据本发明的一个实施例，在负载需求功率大于预设功率时，控制器130控制燃料电池120以负载需求功率输出，此时燃料电池120所输出的功率用于满足负载150的需求，以保证负载150的运行稳定可靠。

在一些实施例中，负载150可以是车辆中的驱动装置，在车辆需要进行加速或者进行大扭矩的一些工况，燃料电池120优先满足负载150端的需求，保证车辆的性能稳定。、

下面简单描述根据本发明的车辆。

根据本发明的车辆包括上述实施例的燃料电池系统100和车辆挡位检测模块，车辆挡位检测模块140与控制器130相连，车辆挡位检测模块140检测到车辆处于非停车挡时，控制器130允许燃料电池120启动。

车辆挡位检测模块140可以用于检测车辆的当前挡位，由于车辆处于停车挡位的工况下，整车的能耗小，且负载150的需求功率小于燃料电池120的最小输出功率，因此此时无需启动燃料电池120，在车辆上设置车辆单位检测模块140以检测车辆当前挡位，根据车辆的挡位情况控制燃料电池120的启动与否，大幅降低了燃料电池120的启停频率，使燃料电池120获得了更长的使用寿命，确保了车辆的动力性能。

根据本发明的一个实施例，车辆还包括车辆挡位检测模块140，车辆挡位检测模块140与控制器130电连接且适于检测车辆当前挡位，车辆可以设置有前进挡、倒退挡、怠速档以及停车挡，车辆挡位检测模块140可以判断车辆的挡位是否处于非停车挡，将车辆的挡位作为燃料电池120是否启动的条件之一，确保燃料电池120在车辆的停车挡位下不会启动的，从而降低燃料电池120的启停次数。

根据本发明的一个实施例，负载150可以构造为驱动装置，驱动装置分别与动力电池110和燃料电池120电连接且适于为车辆提供动力，在一些实施例中驱动装置可以为电机，电机可以将动力电池110以及燃料电池120所产生的电能转化为机械能，以驱动车辆的车轮使车辆前进或倒退。

驱动装置的需求功率可以通过控制驾驶室内的油门踏板，驾驶员通过踩踏油门踏板以改变驱动装置的需求功率，而动力电池110可以响应需求功率对驱动装置进行供电，而控制器130可以根据驱动装置当前需求功率与动力电池110的输出功率最大值进行比较，以判断是否需要启动燃料电池120。

根据本发明的一个实施例，车辆设置有低功率模式，在低功率模式下，燃料电池120不工作，动力电池110为负载150供电，低功率模式下车辆的驱动装置的当前需求功率小于动力电池110的最大放电功率，动力电池110可以满足车辆当前模式下的动力需求，在此模式下燃料电池120不启动，动力电池110作为驱动车辆前进的主要能源。

根据本发明的一个实施例，车辆设置有中高功率模式，在中高功率模式下，燃料电池120向负载150供电的同时对动力电池110充电，在中高功率模式下，驱动装置的当前需求功率大于动力电池110的最大放电功率，此时动力电池110已经无法满足驱动装置的功率需求，在此模式下燃料电池120启动，燃料电池120对驱动装置进行供电，以满足驱动装置的功率需求；为保证燃料电池120的高效性，燃料电池120以预设功率进行输出，在此模式下燃料电池120的输出功率一般大于驱动装置的需求功率，燃料电池120所产生的多余的能量储存至动力电池110，燃料电池120在满足驱动装置的功率需求同时对动力电池110进行充电，以保证燃料电池120以最高效的效率值进行工作，提高了车辆的经济性，且延长了燃料电池120的使用寿命。

在中高功率模式下，当驱动装置的需求功率大于燃料电池120的高效输出功率时，燃料电池120以负载需求功率进行输出，以满足驱动装置的功率需求，保证燃料电池120的输出功率在高效功率与极限功率之间的区间进行工作。

根据本发明的一个实施例，车辆设置有高功率模式，在高功率模式下，燃料电池120与动力电池110同时向驱动装置供电，在高功率模式下，驱动装置的功率需求大于了燃料电池120输出功率的上限，此时燃料电池120与动力电池110同时对驱动装置进行供电，以满足驱动装置的功率需求，可以提升车辆的最大扭矩和最大转速，使车辆具有良好的脱困性能和加速能力，提高了车辆的最高时速。

由于根据本发明的车辆设置有上述实施例中的动力电池110、燃料电池120和控制器130等，使本发明的车辆能够降低燃料电池120的启停频率，有助于延长燃料电池120的使用寿命，提高车辆的经济性。

下面描述根据本发明的燃料电池系统100的控制方法。

根据本发明的燃料电池系统100的控制方法包括：S1：检测所述负载需求功率是否大于所述动力电池110最大放电功率，若是则进入步骤S2，否则进入步骤S3；S2：所述控制器130控制所述燃料电池120启动以为所述负载150供电；S3：所述控制器130控制所述动力电池110为所述负载150供电。

根据本发明的燃料电池120的控制方法，首先判断负载需求功率是否大于动力电池110的最大放电功率，以上述条件作为判断燃料电池120启动的条件之一，在负载150功需求功率小于动力电池110的最大放电功率的情况下，动力电池110为负载150进行供电。

根据本发明的一个实施例，S2包括：S21：检测所述负载需求功率是否大于所述预设功率，若是则进入步骤S22，否则进入步骤S23；S22：所述控制器130控制所述燃料电池120以所述负载需求功率输出；S23：所述控制器130控制所述燃料电池120以所述预设功率输出。

步骤S2中可以对燃料电池120的输出做进一步设定，判断负载需求功率是否大于预设功率，如果负载需求功率大于预设功率时，燃料电池120优先满足负载150端的需求，燃料电池120以负载需求功率进行输出；当负载需求功率小于预设功率时，燃料电池120以预设功率进行输出，以保证燃料电池120高效进行输出，以提高燃料电池系统100的经济性。

根据本发明的用于燃料电池系统100的控制方法，可以有效地降低燃料电池的启停频率，提高燃料电池的经济性，延长燃料电池的使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。