氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器

摘要

本发明提供一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器，该方法为：计算VCU的请求功率与氢燃料电池的空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；获取氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，利用预设功率表确定实际空气可用流量功率和超温限制功率；获取最大机械限制功率和最终故障限制功率；比较总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和最终故障限制功率，将最小值作为氢燃料电池的最终输出功率。本方案中，获取总输出请求功率之后。确定多个特性参数限制功率、最终故障限制功率和最大机械限制功率。将前述几个功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

权利要求

1.一种氢燃料电池输出功率的控制方法，其特征在于，适用于燃料电池控制器，所述方法包括：获取氢燃料电池的空压机需求功率和整车协调控制器VCU发送的请求功率；

计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；

获取所述氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率，其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系；

获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率，其中，所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系；

获取预设的最大机械限制功率；

确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，其中，预先设置故障状态与最终故障限制功率的对应关系；

比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大机械限制功率的设置过程包括：基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，包括：确定所述氢燃料电池的故障状态的故障等级；

基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述氢燃料电池的故障状态之后，还包括：若确定所述氢燃料电池无故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

5.一种燃料电池控制器，其特征在于，所述氢燃料控制器包括：第一获取单元，用于获取氢燃料电池的空压机需求功率和整车协调控制器VCU发送的请求功率；

计算单元，用于计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；

第一确定单元，用于获取所述氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率，其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系；

第二确定单元，用于获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率，其中，所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系；

第二获取单元，用于获取预设的最大机械限制功率；

第三确定单元，用于确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，其中，预先设置故障状态与最终故障限制功率的对应关系；

处理单元，用于比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

6.根据权利要求5所述的燃料电池控制器，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

7.根据权利要求5所述的燃料电池控制器，其特征在于，所述第三确定单元包括：第一确定模块，用于确定所述氢燃料电池的故障状态的故障等级；

第二确定模块，基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

8.根据权利要求5-7任一所述的燃料电池控制器，其特征在于，所述第三确定单元还用于：若确定所述氢燃料电池无故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

说明书

氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器

技术领域

[0001] 本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展，环境问题成为各行各业重点关注的焦点问题之一,新能源技术也逐渐应用在各行各业中。其中较为常见的是，将氢燃料电池应用在汽车等运输工具中，用于为运输工具提供驱动能量。

[0003] 对于应用氢燃料电池的新能源汽车而言，目前对氢燃料电池的输出功率控制方式为：整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)结合整车的负载需求和动力电池特性对氢燃料电池的输出功率进行控制，燃料电池控制器(FuelControl Unit，FCU)进行空气和氢气过量补充控制，满足新能源汽车的行驶要求。但是一方面，VCU仅根据新能源汽车的功率需求进行氢燃料电池输出功率的控制，没有考虑氢燃料电池的电池特性。另一方面，FCU仅根据新能源汽车的功率需求控制燃料供给量，未根据氢燃料电池的输出功率变化控制燃料供给量，导致燃料供给量、入堆压力、电堆内部温度和功率需求可能存在匹配偏差，影响氢燃料电池的使用寿命和能量转化效率。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器，以解决目前氢燃料电池输出功率的控制方式存在的影响氢燃料电池的使用寿命和能量转化效率等问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

[0006] 本发明实施例第一方面公开一种氢燃料电池输出功率的控制方法，适用于燃料电池控制器，所述方法包括：

[0007] 获取氢燃料电池的空压机需求功率和整车协调控制器VCU发送的请求功率；

[0008] 计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；

[0009] 获取所述氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率，其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系；

[0010] 获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率，其中，所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系；

[0011] 获取预设的最大机械限制功率；

[0012] 确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，其中，预先设置故障状态与最终故障限制功率的对应关系；

[0013] 比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0014] 优选的，所述最大机械限制功率的设置过程包括：

[0015] 基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

[0016] 优选的，所述确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，包括：

[0017] 确定所述氢燃料电池的故障状态的故障等级；

[0018] 基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

[0019] 优选的，所述确定所述氢燃料电池的故障状态之后，还包括：

[0020] 若确定所述氢燃料电池无故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

[0021] 本发明实施例第二方面公开一种燃料电池控制器，所述氢燃料控制器包括：

[0022] 第一获取单元，用于获取氢燃料电池的空压机需求功率和整车协调控制器VCU发送的请求功率；

[0023] 计算单元，用于计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；

[0024] 第一确定单元，用于获取所述氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率，其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系；

[0025] 第二确定单元，用于获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率，其中，所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系；

[0026] 第二获取单元，用于获取预设的最大机械限制功率；

[0027] 第三确定单元，用于确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，其中，预先设置故障状态与最终故障限制功率的对应关系；

[0028] 处理单元，用于比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0029] 优选的，所述第二获取单元具体用于：基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

[0030] 优选的，所述第三确定单元包括：

[0031] 第一确定模块，用于确定所述氢燃料电池的故障状态的故障等级；

[0032] 第二确定模块，基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

[0033] 优选的，所述第三确定单元还用于：若确定所述氢燃料电池无故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

[0034] 基于上述本发明实施例提供的一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器，该方法为：计算VCU的请求功率与氢燃料电池的空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；获取氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，利用预设的功率表确定实际空气可用流量功率和超温限制功率；获取最大机械限制功率和最终故障限制功率；比较总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为氢燃料电池的最终输出功率。本方案中，获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的特性参数，结合各个特性参数对应的限制功率表，确定多个限制功率；获取最大机械限制功率；根据氢燃料电池的故障状态确定最终故障限制功率；将总输出请求功率、最大机械限制功率、最终故障限制功率和多个限制功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

附图说明

[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0036] 图1为本发明实施例提供的一种氢燃料电池输出功率的控制方法流程图；

[0037] 图2a为本发明实施例提供的氢燃料电池的空气流量曲线图；

[0038] 图2b为本发明实施例提供的温度限制功率曲线图；

[0039] 图3为本发明实施例提供的氢燃料电池输出功率控制逻辑图；

[0040] 图4为本发明实施例提供的一种燃料电池控制器的结构框图；

[0041] 图5为本发明实施例提供的另一种燃料电池控制器的结构框图。

具体实施方式

[0042] 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。

[0043] 在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0044] 由背景技术可知，目前的氢燃料电池输出功率的控制方法，一方面，VCU仅根据新能源汽车的功率需求进行氢燃料电池输出功率的控制，没有考虑氢燃料电池的电池特性。另一方面，FCU仅根据新能源汽车的功率需求控制燃料供给量，未根据氢燃料电池的输出功率变化控制燃料供给量，导致燃料供给量、入堆压力、电堆内部温度和功率需求可能存在匹配偏差，影响氢燃料电池的使用寿命和能量转化效率。

[0045] 因此，本发明实施例提供一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器，通过获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的特性参数，结合各个特性参数对应的限制功率表，确定多个限制功率；获取最大机械限制功率；根据氢燃料电池的故障状态确定最终故障限制功率；将总输出请求功率、最大机械限制功率、最终故障限制功率和多个限制功率中的最小值作为最终输出功率，以提高氢燃料电池使用寿命和能量转化效率。

[0046] 参考图1，示出了本发明实施例提供的一种氢燃料电池输出功率的控制方法流程图，所述控制方法适用于燃料电池控制器，所述控制方法包括以下步骤：

[0047] 步骤S101：获取氢燃料电池的空压机需求功率和VCU发送的请求功率。

[0048] 在具体实现步骤S101的过程中，FCU接收VCU发送的请求功率，并获取氢燃料电池的附件对应的需求功率，比如获取空压机需求功率。

[0049] 需要说明的是，氢燃料电池通常包含传感器、节气门、空压机和水泵等附件，每一前述附件都有对应的需求功率。在本发明实施例中涉及到的获取空压机需求功率，仅是获取附件需求功率的其中一种情况，技术人员也可结合其它附件的需求功率进行氢燃料电池输出功率的控制，在本发明实施例中不做具体限定。

[0050] 步骤S102：计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率。

[0051] 在具体实现步骤S102的过程中，将所述请求功率与空压机需求功率的和值作为氢燃料电池的总输出请求功率。由前述内容可知，氢燃料电池包含多个附件，则总输出请求功率为所述请求功率与获取的附件对应的需求功率之和。例如：获取的附件对应的需求功率为空压机需求功率和传感器功率需求功率，总输出请求功率＝请求功率+空压机需求功率+传感器需求功率。

[0052] 步骤S103：获取所述氢燃料电池的特性参数，利用预设的特性参数限制功率表，确定与所述特性参数对应的特性参数限制功率。

[0053] 需要说明的是，预先设置氢燃料电池的各个特性参数对应的特性参数限制功率表，利用特性参数对应的数值查找特性参数限制功率表，可得到与该数值对应的特性参数限制功率。

[0054] 在具体实现步骤S103的过程中，先获取氢燃料电池特性参数，在结合预设特性参数限制功率表，确定与所述特性参数对应的特性参数限制功率。例如：当获取的特性参数为氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率。以及利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率。其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系。所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系。

[0055] 需要说明的是，氢燃料电池在输出功率时，输出功率的大小与进气量相关，燃料电池仅根据VCU的请求功率进行功率输出，而不考虑氢燃料电池的实际空气流量容易出现电堆空气供给不足的情况。例如：VCU的请求功率为40kw，而氢燃料电池目前的进气量仅能产生30kw的功率，无法满足VCU的需求。

[0056] 因此，通过获取氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表确定实际空气可用流量功率，并利用实际空气可用流量功率对氢燃料电池的输出功率进行限制，能有效避免电堆空气供给不足的情况。

[0057] 为更好解释说明实际进气量与请求功率需求的进气量的关系，结合图2a示出的氢燃料电池的空气流量曲线图进行举例说明。在所述图2a中，VCU设定功率需要的进气量发生阶跃，而电堆的实际进气量并不能瞬间满足设定功率需要的进气量，需要经过一段时间才能符合设定功率需要的进气量。

[0058] 为更好解释说明所述实际空气流量可用功率表的构建过程，通过公式(1)和公式(2)进行举例说明。在所述公式(1)和公式(2)中，Qair为标况下的空气消耗量， 为空气的质量流量，I为电堆电流，N为氢燃料电池的单体片数，λair为空气目标电流值。

[0059] Qair＝0.0166×I×N×λair  (1)

[0060]

[0061] 结合上述公式(1)和公式(2)，利用空气流量计算得到对应的电流值，根据预设的电流功率表，确定与该电流值对应的功率，即所述实际空气可用流量功率。或者，基于该电流值，利用所述氢燃料电池的极化曲线，确定与该电流值对应的电压值，将该电流值和电压值的相乘得到该电流值对应的功率，即所述实际空气可用流量功率。利用上述两种实际空气可用流量功率的方式，可构建所述空气流量可用功率表。

[0062] 进一步的，需要说明的是，氢燃料电池在输出功率时，电堆内部反应温度会相应变化，输出功率越大，电堆内部反应温度越高。当电堆内容部温度高于温度阈值时，氢燃料电池会停机降级。因此，通过获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表确定超温限制功率，冷却液温度越高，超温限制功率越低，能防止氢燃料电池因温度过高停机降级，有效保护电堆寿命。

[0063] 为更好解释说明的超温限制功率与冷却液温度的关系，通过图2b进行举例说明的。参考图2b中的温度限制功率曲线图，当冷却液温度越高，温度限制功率越低，能防止氢燃料电池因温度过高停机降级，有效保护电堆寿命。

[0064] 步骤S104：获取预设的最大机械限制功率。

[0065] 需要说明的是，氢燃料电池的输出功率与电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的机械强度相关，即为保护电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路，所述氢燃料电池的输出功率需保证在一定范围内。

[0066] 在具体实现步骤S104的过程中，基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

[0067] 步骤S105：确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率。

[0068] 需要说明的是，目前对氢燃料电池的控制包括故障降级停机操作，即当氢燃料电池出现故障时停机。但是，若氢燃料电池只发生轻微故障就停机，容易影响氢燃料电池的电堆寿命。

[0069] 因此，在具体实现步骤S105的过程中，若氢燃料电池发生故障，确定所述氢燃料电池的故障状态和故障等级，基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

[0070] 需要说明的是，故障状态等级越高，故障限制功率越小，即所述氢燃料电池的故障越严重，氢燃料电池的故障限制功率越小。

[0071] 优选的，若所述氢燃料电池未发生故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

[0072] 步骤S106：比较所述总输出请求功率、特性参数限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0073] 在具体实现步骤S106的过程中，将所述总输出请求功率、特性参数限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率中的最小值，作为所述氢燃料电池的最终输出功率。例如：当所述特性参数为氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，将所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率的最小值，作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0074] 需要说明的是，由上述步骤S101至步骤S106的内容可知，所述氢燃料电池的最终输出功率若大于实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率中的一个或多个，会对氢燃料电池造成损坏影响。因此，将所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率的最小值，作为所述氢燃料电池的最终输出功率，能有效保护氢燃料电池。

[0075] 在本发明实施例中，获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的特性参数，结合各个特性参数对应的限制功率表，确定多个限制功率。获取最大机械限制功率。根据氢燃料电池的故障状态确定最终故障限制功率。将总输出请求功率、最大机械限制功率、最终故障限制功率和多个限制功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

[0076] 为更好解释上述图1中各个步骤示出的内容，结合图3中的内容进行举例说明。参考图3，示出了本发明实施例提供的氢燃料电池输出功率控制逻辑图。在所述图3中，根据VCU请求功率和空压机等附件需求功率计算得到总输出请求功率。

[0077] 基于用氢燃料电池的实际空气流量，查询空气流量可用功率曲线(CURVE)，得到实际空气可用流量功率。基于氢燃料电池的冷却液温度，查询超温限制功率CURVE得到超温限制功率。获取最大机械限制功率。

[0078] 结合氢燃料电池的故障状态和多级故障降级限制功率，确定最终故障限制功率。其中，若氢燃料电池无故障，将最大机械限制功率作为最终故障限制功率。其中，所述图3中的Ramp表示按照一定斜率进行变化输出。

[0079] 比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0080] 需要说明的是，上述图3中涉及到的内容仅适用于举例说明。

[0081] 在本发明实施例中，获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，利用预设的空气流量可用功率CURVE和超温限制功率CURVE，确定实际空气可用流量功率和超温限制功率。获取最大机械限制功率。根据氢燃料电池的故障状态，确定最终故障限制功率。将总输出请求功率、最大机械限制功率、确定最终故障限制功率、实际空气可用流量功率和超温限制功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

[0082] 与上述本发明实施例提供的一种氢燃料电池输出功率的控制方法相对应，参考图4，本发明实施例还提供了一种燃料电池控制器的结构框图，所述燃料电池控制器包括：第一获取单元401、计算单元402、第一确定单元403、第二确定单元404、第二获取单元405、第三确定单元406和处理单元407。

[0083] 第一获取单元401，用于获取氢燃料电池的空压机需求功率和VCU发送的请求功率。获取所述空压机需求功率和请求功率的具体内容参见上述本发明实施例图1中步骤S101相对应的内容。

[0084] 计算单元402，用于计算所述请求功率与空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率。

[0085] 第一确定单元403，用于获取所述氢燃料电池的实际空气流量，利用预设的空气流量可用功率表，确定与所述实际空气流量对应的实际空气可用流量功率，其中，所述空气流量可用功率表包含实际空气流量和实际空气可用流量功率的对应关系。

[0086] 第二确定单元404，用于获取所述氢燃料电池的冷却液温度，利用预设的超温限制功率表，确定与所述冷却液温度对应的超温限制功率，其中，所述超温限制功率表包含冷却液温度和超温限制功率的对应关系。

[0087] 在具体实现中，上述获取所述实际空气可用流量功率和超温限制功率的过程，参见上述本发明实施例图1中步骤S103相对应的内容。

[0088] 第二获取单元405，用于获取预设的最大机械限制功率。

[0089] 在具体实现中，所述第二获取单元405具体用于：基于所述氢燃料电池的电堆、空气管路、氢气管路和冷却管路的最大设计机械强度，确定所述氢燃料电池的最大机械限制功率。

[0090] 第三确定单元406，用于确定所述氢燃料电池的故障状态，利用所述故障状态确定最终故障限制功率，其中，预先设置故障状态与最终故障限制功率的对应关系。

[0091] 优选的，所述第三确定单元406还用于：若确定所述氢燃料电池无故障，将所述最大机械限制功率作为所述最终故障限制功率。

[0092] 处理单元407，用于比较所述总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为所述氢燃料电池的最终输出功率。

[0093] 在本发明实施例中，获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的特性参数，结合各个特性参数对应的限制功率表，确定多个限制功率。获取最大机械限制功率。根据氢燃料电池的故障状态确定最终故障限制功率。将总输出请求功率、最大机械限制功率、最终故障限制功率和多个限制功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

[0094] 优选的，结合图4，参考图5，示出了本发明实施例提供的一种燃料电池控制器的结构框图，所述第三确定单元406包括：

[0095] 第一确定模块4061，用于确定所述氢燃料电池的故障状态的故障等级。

[0096] 第二确定模块4062，基于所述故障等级，从预设的多个故障限制功率中确定最终故障限制功率，其中，每一个故障等级对应一个故障限制功率。

[0097] 在本发明实施例中，确定氢燃料电池的故障状态对应的故障状态等级，结合不同故障等级对应的故障限制功率，确定氢燃料电池的最终故障限制功率。使氢燃料电池不需要发生轻微故障就停机，有效保护氢燃料电池的使用寿命。

[0098] 综上所述，本发明实施例提供一种氢燃料电池输出功率的控制方法及燃料电池控制器，该方法为：计算VCU的请求功率与氢燃料电池的空压机需求功率的和，将和值作为总输出请求功率；获取氢燃料电池的实际空气流量和冷却液温度，利用预设的功率表确定实际空气可用流量功率和超温限制功率；获取最大机械限制功率和最终故障限制功率；比较总输出请求功率、实际空气可用流量功率、超温限制功率、最大机械限制功率和终故障限制功率，将最小值作为氢燃料电池的最终输出功率。本方案中，获取总输出请求功率之后，根据氢燃料电池的特性参数，结合各个特性参数对应的限制功率表，确定多个限制功率；获取最大机械限制功率；根据氢燃料电池的故障状态确定最终故障限制功率；将总输出请求功率、最大机械限制功率、最终故障限制功率和多个限制功率中的最小值作为最终输出功率，能延长氢燃料电池寿命和提高能量转化效率。

[0099] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0100] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0101] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。