高压系统的控制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及系统控制技术领域，尤其涉及一种高压系统的控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着科技的发展，燃料电池汽车逐渐进入大众视野，燃料电池汽车主要是以氢气作为燃料，并以氢与氧结合的电化学反应发电作为动力源。燃料电池汽车中的电堆则是由多个燃料电池单体以串联方式层叠组合构成。燃料电池电堆是发生电化学反应场所，为燃料电池系统核心部分。

现有的燃料电池发动机高压系统设计较为简单，高压零部件供电通过多种形式取电，本质上是直接从整车高压系统取电，在燃料电池发动机工作过程中，高压系统的电来自于燃料电池发动机中DC/DC（DC-DC converter）转换器的输出，燃料电池发动机中的高压零部件功耗较高，但是DC/DC转换器的工作效率并不高，因此导致了整个高压系统的能量利用率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种高压系统的控制方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中燃料电池发动机由于DC/DC转换器的工作效率并不高，导致了整个高压系统的能量利用率较低的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请第一方面公开了一种高压系统的控制方法，应用于高压系统中的燃料电池汽车控制器，所述高压系统中的电堆与所述高压系统中的高压零部件进行连接，该方法包括：

当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电；

检测电堆的电压是否大于所述电压转换器的电压；

若检测出所述电堆的电压大于所述电压转换器的电压，则停止所述电压转换器对所述目标零部件进行供电，并切换所述电堆对所述目标零部件进行供电；

当接收到下电指令时，则控制所述目标零部件进入停机工况，并控制所述电堆进入放电模式；

检测所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值；

若检测出所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制所述目标零部件停机；

当所述电堆放电完成时，则控制所述电压转换器停机。

可选的，上述的方法，所述控制电压转换器对目标零部件进行供电，包括：

检测所述电压转换器是否正常；

若检测出所述电压转换器正常，则启动所述电压转换器；

控制所述电压转换器对所述目标零部件进行预充；

检测所述目标零部件是否预充完成；

若检测出所述目标零部件预充完成，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

可选的，上述的方法，所述停止所述电压转换器对所述目标零部件进行供电，并切换所述电堆对所述目标零部件进行供电之前，还包括：

对所述电堆的电压输出的稳定性进行检测。

可选的，上述的方法，所述若检测出所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制所述目标零部件完成停机，包括：

若检测出所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则获取所述目标零部件的当前状态；

判断所述目标零部件的当前状态是否符合进入停机状态的条件；

若判断出所述目标零部件的当前状态符合进入停机状态的条件，则控制所述目标零部件停机。

本申请第二方面公开了一种高压系统的控制装置，包括：

供电单元，用于当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电；

第一检测单元，用于检测电堆的电压是否大于所述电压转换器的电压；

切换单元，用于若检测出所述电堆的电压大于所述电压转换器的电压，则停止所述电压转换器对所述目标零部件进行供电，并切换所述电堆对所述目标零部件进行供电；

第一控制单元，用于当接收到下电指令时，则控制所述目标零部件进入停机工况，并控制所述电堆进入放电模式；

第二检测单元，用于检测所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值；

第二控制单元，用于若检测出所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制所述目标零部件停机；

第三控制单元，用于当所述电堆放电完成时，则控制所述电压转换器停机。

可选的，上述的装置，所述供电单元，包括：

第一检测子单元，用于检测所述电压转换器是否正常；

启动子单元，用于若检测出所述电压转换器正常，则启动所述电压转换器；

第一控制子单元，用于控制所述电压转换器对所述目标零部件进行预充；

第二检测子单元，用于检测所述目标零部件是否预充完成；

第二控制子单元，用于若检测出所述目标零部件预充完成，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

可选的，上述的装置，还包括：

第三检测单元，用于对所述电堆的电压输出的稳定性进行检测。

可选的，上述的装置，所述第二控制单元，包括：

获取子单元，用于若检测出所述电堆的电压与所述电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则获取所述目标零部件的当前状态；

判断子单元，用于判断所述目标零部件的当前状态是否符合进入停机状态的条件；

第三控制子单元，用于若判断出所述目标零部件的当前状态符合进入停机状态的条件，则控制所述目标零部件停机。

本申请第三方面公开了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如本申请第一方面中任意一项所述的方法。

本申请第四方面公开了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请第一方面中任意一项所述的方法。

从上述技术方案可以看出，本申请提供的一种高压系统的控制方法中，当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。然后检测电堆的电压是否大于电压转换器的电压。若检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，则停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。当接收到下电指令时，则控制目标零部件进入停机工况，并控制电堆进入放电模式。检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值。若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制目标零部件停机。当电堆放电完成时，则控制电压转换器停机。由此可知，利用本申请的方法，首先通过电压转换器对高压零部件进行供电，当电堆电压大于电压转换器的电压时，再利用电堆直接给高压零部件供电，减少了电堆电能转换过程，大大提高了能量利用效率。同时，该方法在保证系统稳定性的前提下，实现了燃料电池发动机高压零部件采用两种电源控制，可以在整车高压系统故障情况下，保证燃料电池发动机正常停机。解决了技术中燃料电池发动机由于DC/DC转换器的工作效率并不高，导致了整个高压系统的能量利用率较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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。

图1为本申请实施例公开的一种发动机高压系统架构的示意图；

图2为本申请另一实施例公开的一种高压系统的控制方法的流程图；

图3为本申请另一实施例公开的步骤S201的一种实施方式的流程图；

图4为本申请另一实施例公开的一种高压系统的控制装置的示意图；

图5为本申请另一实施例公开的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。

并且，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

由背景技术可知，现有的燃料电池发动机高压系统设计较为简单，高压零部件供电通过多种形式取电，本质上是直接从整车高压系统取电，在燃料电池发动机工作过程中，高压系统的电来自于燃料电池发动机中DC/DC（DC-DC converter）转换器的输出，燃料电池发动机中的高压零部件功耗较高，但是DC/DC转换器的工作效率并不高，因此导致了整个高压系统的能量利用率较低。

鉴于此，本申请提供一种高压系统的控制方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中燃料电池发动机由于DC/DC转换器的工作效率并不高，导致了整个高压系统的能量利用率较低的问题。

首先需要说明的是，本申请对大功率燃料电池发动机高压系统进行设计，并对整个系统的控制进行介绍。本申请所述的大功率燃料电池发动机电堆工作电压较高，可以满足一般车用高压零部件的高压需求，高压系统的架构图如图1所示，电堆为燃料电池发动机主要的能量发生器，CT为电流检测装置，VT为电压检测装置，K1、K2、K3、K4、K5、K6为高压接触器，D1、D2为二极管，DC/DC转换器用于实现24V低压电转换为高压零部件所需的高压电，该电压介于电堆的工作电压范围内，空压机、氢气循环泵、电动水泵、PTC加热器为关键高压零部件。电堆与通过k1、k2与各个高压系统的各个高压零部件相连，通过K6与整车接口相连，在K1后面设置有防反二极管D1，防反二极管D1主要用于在电堆接入高压系统时，防止外部高压反灌至电堆，从而对电堆造成损坏。DC/DC转换器通过K3、K4与高压系统的各个高压零部件相连，在DC/DC转换器后设置了防反二极管D2，防反二极管D2主要用于在电堆电压较高时，且K1、K2没有按照正常逻辑工作时，保护DC/DC转换器不被电堆的电压损坏。

本申请实施例提供了一种高压系统的控制方法，应用于高压系统中的燃料电池汽车控制器，所述高压系统中的电堆与所述高压系统中的高压零部件进行连接，具体如图2所示，可以包括：

S201、当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

需要说明的是，在燃料电池发动机开机过程中，当接收到上电指令时，FCU（燃料电池汽车控制器）则控制24V升压DC/DC转换器启动，利用电压转换器对目标零部件进行供电，其中，目标零部件即空压机、氢气循环泵、电动水泵、PTC加热器等高压零部件。

可选的，在本申请的另一实施例中，步骤S201的一种实施方式，如图3所示，可以包括：

S301、当接收到上电指令时，则检测电压转换器是否正常；

需要说明的是，在燃料电池发动机开机过程中，当接收到上电指令时，则首先检测24V升压DC/DC转换器是否能正常工作。如果正常，则24V升压DC/DC转换器可以正常使用，给各个高压零部件进行供电。如果不正常，则需要停止24V升压DC/DC转换器给各个高压零部件进行供电的操作。

S302、若检测出电压转换器正常，则启动电压转换器。

S303、控制电压转换器对目标零部件进行预充。

需要说明的是，结合图1，启动24V升压DC/DC转换器并等待24V升压DC/DC转换器的输出稳定之后，FCU控制K1、K3接触器吸合，利用24V升压DC/DC转换器对空压机、氢气循环泵、电动水泵、PTC加热器等高压零部件进行预充。

S304、检测目标零部件是否预充完成。

S305、若检测出目标零部件预充完成，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

需要说明的是，结合图1，若检测出目标零部件预充完成，FCU则控制K4吸合，T1时间后，K3断开，利用24V升压DC/DC转换器对目标零部件进行供电，其中，T1时间可以根据实际情况进行设定。

S202、检测电堆的电压是否大于电压转换器的电压。

需要说明的是，在控制电压转换器对目标零部件进行供电之后，目标零部件会按照起动工况进行工作，此时电堆在有空气和氢气的条件下，会产生电能输出。然后FCU利用电压检测装置实时检测电堆的电压和电压转换器的电压，以确定电堆的电压是否大于电压转换器的电压。

S203、若检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，则停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。

需要说明的是，结合图1，如果检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，那么就将K4断开，停止电压转换器对目标零部件进行供电，T2时间后，K2吸合，T3时间后，K1断开，切换成电堆对目标零部件进行供电，其中，T2、T3可以根据实际情况进行设定。电堆电压将会逐渐对供电母线的电压升高，从而避免各高压零部件突然有高压接入，也避免了电堆在通入气体后产生高电位的问题。并且各高压零部件在电堆工作过程中，直接从电堆取电，避免了电压转换过程中转换效率低的问题。

可选的，在申请的另一实施例中，执行步骤S203中停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电之前，还可以包括：

对电堆的电压输出的稳定性进行检测。

需要说明的是，在检测出电堆的电压大于电压转换器的电压时，则通过电压检测装置对电堆的电压输出的稳定性进行检测。在确定电堆的电压输出的稳定之后，才停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。

S204、当接收到下电指令时，则控制目标零部件进入停机工况，并控制电堆进入放电模式。

需要说明的是，结合图1，在燃料电池发动机关机过程，当接收到下电指令时，FCU则启动24V升压DC/DC转换器，待24V转高压DC/DC电压输出稳定后，FCU控制各高压零部件按照停机工况工作。并且，FCU控制K1吸合，T4时间后，K2断开，控制电堆进入放电模式，进行放电。其中，T4可以根据实际情况进行设定。

S205、检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值。

需要说明的是，FCU通过电压检测装置检测电堆的电压和电压转换器的电压，并计算电堆的电压与电压转换器的电压的差值，确定电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值，该阈值可以根据实际情况进行设定，例如1V。

S206、若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制目标零部件停机。

需要说明的是，结合图1，如果检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，那么说明此时电堆的电压与电压转换器的电压已经很接近了，则控制K4吸合，T5时间后，K1断开，切换电压转换器进行供电，并控制各个高压零部件停机。其中，T5可以根据实际情况进行设定。

可选的，在本申请的另一实施例中，步骤S206的一种实施方式，可以包括：

若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则获取目标零部件的当前状态。

判断目标零部件的当前状态是否符合进入停机状态的条件。

若判断出目标零部件的当前状态符合进入停机状态的条件，则控制目标零部件停机。

需要说明的是，如果检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则获取目标零部件的当前状态。然后根据目标零部件的当前状态判断目标零部件的当前状态是否符合进入停机状态的条件，如果判断出目标零部件的当前状态符合进入停机状态的条件，则控制目标零部件停机。

S207、当电堆放电完成时，则控制电压转换器停机。

需要说明的是，在各个高压零部件停机之后，检测电堆的放电状态，当电堆放电完成时，则控制电压转换器停机，发送机高压系统完成下电。

本申请提供的一种高压系统的控制方法中，当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。然后检测电堆的电压是否大于电压转换器的电压。若检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，则停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。当接收到下电指令时，则控制目标零部件进入停机工况，并控制电堆进入放电模式。检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值。若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制目标零部件停机。当电堆放电完成时，则控制电压转换器停机。由此可知，利用本申请的方法，可以利用电堆直接给高压零部件供电，减少了电堆电能转换过程，大大提高了能量利用效率。同时燃料电池发动机高压零部件采用两种电源控制，可以在整车高压系统故障情况下，保证燃料电池发动机正常停机。解决了技术中燃料电池发动机由于DC/DC转换器的工作效率并不高，导致了整个高压系统的能量利用率较低的问题。

在本申请的另一实施例还公开了一种高压系统的控制装置，如图4所示，包括：

供电单元401，用于当接收到上电指令时，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

第一检测单元402，用于检测电堆的电压是否大于电压转换器的电压。

切换单元403，用于若检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，则停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。

第一控制单元404，用于当接收到下电指令时，则控制目标零部件进入停机工况，并控制电堆进入放电模式。

第二检测单元405，用于检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值。

第二控制单元406，用于若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则控制目标零部件停机。

第三控制单元407，用于当电堆放电完成时，则控制电压转换器停机。

本实施例中，供电单元401、第一检测单元402、切换单元403、第一控制单元404、第二检测单元405、第二控制单元406以及第三控制单元407的具体执行过程，可参见对应图2的方法实施例内容，此处不再赘述。

本申请提供的一种高压系统的控制装置中，当接收到上电指令时，供电单元401则控制电压转换器对目标零部件进行供电。然后第一检测单元402检测电堆的电压是否大于电压转换器的电压。若检测出电堆的电压大于电压转换器的电压，切换单元403则停止电压转换器对目标零部件进行供电，并切换电堆对目标零部件进行供电。当接收到下电指令时，第一控制单元404则控制目标零部件进入停机工况，并控制电堆进入放电模式。第二检测单元405检测电堆的电压与电压转换器的电压的差值是否小于预设的阈值。若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，第二控制单元406则控制目标零部件停机。当电堆放电完成时，第三控制单元407则控制电压转换器停机。由此可知，利用本申请的方法，可以利用电堆直接给高压零部件供电，减少了电堆电能转换过程，大大提高了能量利用效率。同时燃料电池发动机高压零部件采用两种电源控制，可以在整车高压系统故障情况下，保证燃料电池发动机正常停机。解决了技术中燃料电池发动机由于DC/DC转换器的工作效率并不高，导致了整个高压系统的能量利用率较低的问题。

可选的，在本申请的另一实施例中，供电单元401的一种实施方式，包括：

第一检测子单元，用于检测电压转换器是否正常。

启动子单元，用于若检测出电压转换器正常，则启动电压转换器。

第一控制子单元，用于控制电压转换器对目标零部件进行预充。

第二检测子单元，用于检测目标零部件是否预充完成。

第二控制子单元，用于若检测出目标零部件预充完成，则控制电压转换器对目标零部件进行供电。

本实施例中，第一检测子单元、启动子单元、第一控制子单元、第二检测子单元以及第二控制子单元的具体执行过程，可参见图3对应的方法实施例内容，此处不再赘述。

可选的，在本申请的另一实施例中，上述高压系统的控制装置，还可以包括：

第三检测单元，用于对电堆的电压输出的稳定性进行检测。

本实施例中，第三检测单元的具体执行过程，可参见对应上述方法实施例内容，此处不再赘述。

可选的，在本申请的另一实施例中，第二控制单元406的一种实施方式，包括：

获取子单元，用于若检测出电堆的电压与电压转换器的电压的差值小于预设的阈值，则获取目标零部件的当前状态。

判断子单元，用于判断目标零部件的当前状态是否符合进入停机状态的条件。

第三控制子单元，用于若判断出目标零部件的当前状态符合进入停机状态的条件，则控制目标零部件停机。

本实施例中，获取子单元、判断子单元以及第三控制子单元的具体执行过程，可参见对应上述方法实施例内容，此处不再赘述。

本申请另一实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，具体包括：

一个或多个处理器501。

存储装置502，其上存储有一个或多个程序。

当一个或多个程序被一个或多个处理器501执行时，使得一个或多个处理器501实现如上述实施例中任意一项方法。

本申请另一实施例还提供了计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项方法。

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。

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。

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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。