本技術(shù)涉及燃料電池系統(tǒng)，具體而言，涉及一種燃料電池系統(tǒng)的功率分配方法和車輛系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，大量化石能源的利用造成了環(huán)境惡劣的困境，潔凈高效的發(fā)電技術(shù)成為社會各界人士高度重視，在此背景下，燃料電池便重現(xiàn)人們的視野，并且隨著燃料電池應(yīng)用場景的豐富，其對大功率的需求越來越大，比如應(yīng)用于重型車輛。

2、為滿足燃料電池車輛越來越大的功率需求，當(dāng)前氫燃料電池需求的最大功率也逐步提高，但受限于空壓機、氫氣循環(huán)裝置及水泵等零部件的工作能力，單一燃料電池難以支撐全部的車輛功率需求，現(xiàn)階段多采用雙燃料電池甚至多燃料電池同時工作的策略，故需要對燃料電池系統(tǒng)的總功率進(jìn)行分配。

3、在實際運行過程中，燃料電池系統(tǒng)存在各種異常情況，如何保護燃料電池不會因異常情況惡化造成嚴(yán)重后果的同時，盡可能地使燃料電池系統(tǒng)滿足需求功率，是當(dāng)前亟需改善的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)的功率分配方法和車輛系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中難以在保護燃料電池不會因異常情況惡化造成嚴(yán)重后果的同時，使燃料電池系統(tǒng)滿足需求功率的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)的功率分配方法，所述燃料電池系統(tǒng)包括多個電池子系統(tǒng)，所述方法包括：接收發(fā)動機啟動指令，所述發(fā)動機啟動指令用于指示啟動所述燃料電池系統(tǒng)；在初始需求功率小于或等于第一功率值的情況下，根據(jù)初始需求功率以及各可啟動子系統(tǒng)的運行時長，從所述可啟動子系統(tǒng)中確定第一子系統(tǒng)，使得所述初始需求功率大于或等于所述第一子系統(tǒng)的最小運行功率之和，所述第一功率值為所述可啟動子系統(tǒng)的最小運行功率之和，所述可啟動子系統(tǒng)為可啟動的所述電池子系統(tǒng)；根據(jù)所述第一子系統(tǒng)的數(shù)量和所述初始需求功率，控制所述第一子系統(tǒng)啟動并按照第一功率分配策略運行，所述第一功率分配策略包括所述第一子系統(tǒng)的功率；在所述燃料電池系統(tǒng)運行過程中，獲取已開啟子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括以下之一：正常狀態(tài)、故障狀態(tài)、限功率狀態(tài)，所述已開啟子系統(tǒng)為已開啟的所述電池子系統(tǒng)，所述限功率狀態(tài)為所述電池子系統(tǒng)被限制在以小于最大運行功率的功率運行的狀態(tài)；至少根據(jù)所述工作狀態(tài)以及當(dāng)前需求功率，控制第二子系統(tǒng)按照第二功率分配策略繼續(xù)運行，并控制除所述第二子系統(tǒng)外的其他所述電池子系統(tǒng)關(guān)閉，所述第二子系統(tǒng)為至少部分的所述已開啟子系統(tǒng)，所述第二功率分配策略包括所述第二子系統(tǒng)的功率。

3、可選地，至少根據(jù)所述工作狀態(tài)以及當(dāng)前需求功率，控制第二子系統(tǒng)按照第二功率分配策略繼續(xù)運行，包括：確定是否存在故障子系統(tǒng)，得到第一確定結(jié)果，所述故障子系統(tǒng)為所述工作狀態(tài)為所述故障狀態(tài)的所述已開啟子系統(tǒng)；根據(jù)所述第一確定結(jié)果和所述當(dāng)前需求功率，確定更新后需求功率以及更新后子系統(tǒng)，所述更新后需求功率為更新后的所述當(dāng)前需求功率，所述更新后子系統(tǒng)為更新后的所述已開啟子系統(tǒng)；在所述更新后需求功率小于或等于第二功率值的情況下，根據(jù)所述更新后子系統(tǒng)的所述工作狀態(tài)，從所述更新后子系統(tǒng)中確定所述第二子系統(tǒng)并控制所述第二子系統(tǒng)以第一預(yù)定功率運行，所述第二功率值為所述更新后子系統(tǒng)的所述最小運行功率之和；在所述更新后需求功率大于所述第二功率值的情況下，確定所述更新后子系統(tǒng)為所述第二子系統(tǒng)，確定所述第二子系統(tǒng)的運行功率并控制所述第二子系統(tǒng)以對應(yīng)的所述運行功率運行。

4、可選地，根據(jù)所述更新后子系統(tǒng)的所述工作狀態(tài)，從所述更新后子系統(tǒng)中確定所述第二子系統(tǒng)并控制所述第二子系統(tǒng)以第一預(yù)定功率運行，包括：在所述更新后子系統(tǒng)中存在限功率子系統(tǒng)的情況下，確定所述第二子系統(tǒng)為除所述限功率子系統(tǒng)外的所述更新后子系統(tǒng)，并控制所述限功率子系統(tǒng)關(guān)閉，所述限功率子系統(tǒng)為所述工作狀態(tài)為所述限功率狀態(tài)的所述電池子系統(tǒng)；在所述更新后子系統(tǒng)中不存在所述限功率子系統(tǒng)的情況下，確定所述第二子系統(tǒng)為運行時長小于或等于預(yù)定時長的所述更新后子系統(tǒng)，并控制所述運行時長大于所述預(yù)定時長的所述更新后子系統(tǒng)關(guān)閉；確定所述第一預(yù)定功率為所述更新后需求功率與所述第二子系統(tǒng)的數(shù)量相除；控制所述第二子系統(tǒng)以所述第一預(yù)定功率運行。

5、可選地，確定所述第二子系統(tǒng)的運行功率，包括：在所述第二子系統(tǒng)中存在限功率子系統(tǒng)的情況下，確定所述更新后需求功率與所述第二子系統(tǒng)的商是否大于所述限功率子系統(tǒng)的最大可達(dá)功率；在所述商大于所述最大可達(dá)功率的情況下，確定所述限功率子系統(tǒng)的所述運行功率為所述最大可達(dá)功率，以及確定除所述限功率子系統(tǒng)外的其他所述第二子系統(tǒng)的所述運行功率為第一預(yù)定差值與除所述限功率子系統(tǒng)外的其他所述第二子系統(tǒng)的數(shù)量相除，所述第一預(yù)定差值為所述更新后需求功率與所述限功率子系統(tǒng)的所述運行功率之和相減；在所述商小于或等于所述最大可達(dá)功率的情況下，確定所述第二子系統(tǒng)的運行功率為所述更新后需求功率與所述第二子系統(tǒng)的數(shù)量相除。

6、可選地，根據(jù)所述第一確定結(jié)果和所述當(dāng)前需求功率，確定更新后需求功率以及更新后子系統(tǒng)，包括：在所述第一確定結(jié)果為不存在所述故障子系統(tǒng)的情況下，確定所述更新后需求功率為所述當(dāng)前需求功率，確定所述更新后子系統(tǒng)為所述已開啟子系統(tǒng)；在所述第一確定結(jié)果為存在所述故障子系統(tǒng)的情況下，確定所述更新后需求功率為所述當(dāng)前需求功率與所述故障子系統(tǒng)關(guān)閉前的輸出功率之差，確定所述更新后子系統(tǒng)為去除所述故障子系統(tǒng)后的所述已開啟子系統(tǒng)，在所述第一確定結(jié)果為存在所述故障子系統(tǒng)的情況下，所述方法還包括：控制所述故障子系統(tǒng)關(guān)閉。

7、可選地，根據(jù)初始需求功率以及各可啟動子系統(tǒng)的運行時長，從所述可啟動子系統(tǒng)中確定第一子系統(tǒng)，包括：第一確定步驟，確定所述運行時長小于或等于預(yù)定時長的所述可啟動子系統(tǒng)，得到預(yù)備子系統(tǒng)；第二確定步驟，確定所述預(yù)備子系統(tǒng)的最小運行功率之和是否小于或等于所述第一功率值；減小步驟，在所述預(yù)備子系統(tǒng)的最小運行功率之和小于或等于所述第一功率值的情況下，減小所述預(yù)定時長，得到更新后的所述預(yù)定時長；循環(huán)步驟，循環(huán)執(zhí)行所述減小步驟、所述第一確定步驟以及所述第二確定步驟，直到所述預(yù)備子系統(tǒng)的最小運行功率之和大于所述第一功率值；第三確定步驟，在所述預(yù)備子系統(tǒng)的最小運行功率之和大于所述第一功率值的情況下，確定所述預(yù)備子系統(tǒng)為所述第一子系統(tǒng)。

8、可選地，在接收發(fā)動機啟動指令之后，在初始需求功率小于或等于第一功率值的情況下，根據(jù)初始需求功率以及各所述電池子系統(tǒng)的運行時長，從未發(fā)生故障的所述電池子系統(tǒng)中確定第一子系統(tǒng)之前，所述方法還包括：確定所述初始需求功率是否小于任一所述電池子系統(tǒng)的最小運行功率；在所述初始需求功率小于任一所述最小運行功率的情況下，確定所有的所述電池子系統(tǒng)均不啟動；在所述初始需求功率大于或等于任一所述最小運行功率的情況下，確定多個所述電池子系統(tǒng)中是否存在發(fā)生故障的所述電池子系統(tǒng)，得到第二確定結(jié)果；根據(jù)所述第二確定結(jié)果計算所述第一功率值。

9、可選地，在所述初始需求功率大于所述第一功率值的情況下，所述方法還包括：根據(jù)所述可啟動子系統(tǒng)的數(shù)量以及所述初始需求功率，確定第二預(yù)定功率為所述初始需求功率與所述可啟動子系統(tǒng)的數(shù)量相除；控制所述可啟動子系統(tǒng)全部啟動且以所述第二預(yù)定功率運行。

10、可選地，根據(jù)所述第一子系統(tǒng)的數(shù)量和所述初始需求功率，控制所述第一子系統(tǒng)啟動并按照第一功率分配策略運行，包括：控制所述第一子系統(tǒng)啟動；在所有的所述第一子系統(tǒng)在預(yù)設(shè)啟動時長內(nèi)啟動的情況下，根據(jù)所述第一子系統(tǒng)的數(shù)量和所述初始需求功率，確定第三預(yù)定功率為所述初始需求功率與所述第一子系統(tǒng)的數(shù)量相除；控制所有的所述第一子系統(tǒng)以所述第三預(yù)定功率運行；在存在第一目標(biāo)子系統(tǒng)的情況下，獲取所述第一目標(biāo)子系統(tǒng)的實時功率，所述第一目標(biāo)子系統(tǒng)為啟動時長大于所述預(yù)設(shè)啟動時長的所述第一子系統(tǒng)，除所述第一目標(biāo)子系統(tǒng)外的所述第一子系統(tǒng)為第二目標(biāo)子系統(tǒng)；根據(jù)所述初始需求功率、所述實時功率以及所述第二目標(biāo)子系統(tǒng)的數(shù)量，確定第四預(yù)定功率為第二預(yù)定差值與所述第二目標(biāo)子系統(tǒng)的數(shù)量相除，所述第二預(yù)定差值為所述初始需求功率與所述實時功率之差；控制各所述第二目標(biāo)子系統(tǒng)以所述第四預(yù)定功率運行，以及控制所述第一目標(biāo)子系統(tǒng)以所述實時功率運行。

11、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種車輛系統(tǒng)，包括：車輛；所述車輛的燃料電池系統(tǒng)，包括多個電池子系統(tǒng)；控制器，包括：一個或多個處理器，存儲器，以及一個或多個程序，其中，所述一個或多個程序被存儲在所述存儲器中，并且被配置為由所述一個或多個處理器執(zhí)行，所述一個或多個程序包括用于執(zhí)行任意一種所述的方法。

12、應(yīng)用本技術(shù)的技術(shù)方案，首先接收指示啟動燃料電池系統(tǒng)的發(fā)動機啟動指令；然后，在燃料電池系統(tǒng)的初始需求功率小于可啟動子系統(tǒng)的最小運行功率之和時，根據(jù)初始需求功率以及各可啟動子系統(tǒng)的運行時長，從所述可啟動子系統(tǒng)中確定部分子系統(tǒng)作為第一子系統(tǒng)；再根據(jù)第一子系統(tǒng)的數(shù)量和初始需求功率進(jìn)行功率分配，以控制第一子系統(tǒng)按照第一功率分配策略啟動運行，既避免了啟動全部電池子系統(tǒng)時產(chǎn)生的功率大于所述初始需求功率，造成資料浪費問題，又確保了各電池子系統(tǒng)的運行時間相對較均衡，避免出現(xiàn)單一電池子系統(tǒng)運行時間過長導(dǎo)致性能衰減嚴(yán)重的問題，起到了延長電池子系統(tǒng)壽命的效果；以及在燃料電池系統(tǒng)運行過程中，獲取燃料電池系統(tǒng)中已開啟子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確定各已開啟子系統(tǒng)處于包括正常狀態(tài)、故障狀態(tài)還是限功率狀態(tài)，并至少根據(jù)這一工作狀態(tài)和燃料電池系統(tǒng)的當(dāng)前需求功率進(jìn)行功率分配，以控制第二子系統(tǒng)按照第二功率分配策略繼續(xù)運行，以及控制除所述第二子系統(tǒng)外的其他所述電池子系統(tǒng)關(guān)閉，實現(xiàn)了在運行過程中綜合考慮電池子系統(tǒng)的工作狀態(tài)和需求功率進(jìn)行功率分配的效果，保證了功率分配方案與各子系統(tǒng)的實際工況以及系統(tǒng)需求比較適配，在保護燃料電池系統(tǒng)不會因異常情況惡化造成嚴(yán)重后果的同時，保證了燃料電池系統(tǒng)滿足需求功率，從而保證了燃料電池系統(tǒng)的使用體驗感較好。