用于燃料电池的空气供给控制方法和系统技术方案

一种用于燃料电池的空气供给控制方法和系统，控制空气压缩机的功耗变得最小时的逆变器的开关频率，包括：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数(RPM)；基于计算出的电动机的RPM计算功耗变为最小时的空气压缩机的电动机的逆变器的开关频率；以及利用计算出的开关频率控制逆变器。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池的空气供给控制方法和系统
本公开内容涉及用于燃料电池的空气供给控制方法和系统，能够在燃料电池的低输出段中，通过提供(suggest)使与空气压缩机的电动机连接的逆变器的功耗最小化的开关频率来提高燃料电池用的空气供给系统的效率。
技术介绍
燃料电池是不是通过燃烧将燃料的化学能转化为热能，而是在燃料电池堆中通过电化学反应将化学能转化为电能的一种发电机，燃料电池可用来为小型的电气/电子产品(特别是便携式装置)供电，以及提供工业用电能、家庭用电能和车辆驱动用的电能。特别地，已经知道一种技术，其中采用空气压缩机的增压系统被应用于满足燃料电池系统在高温条下的性能。然而，在燃料电池输出期间，燃料电池的附带设备在燃料电池系统的低功率运行段中消耗相对较多的功率。在这些附带设备中，用于供给空气的空气压缩机的功耗所占比例最大。已经提供的作为相关技术所描述的内容仅仅用于帮助理解本专利技术的背景，而不应认为这些内容对应于本领域技术人员所已知的相关技术。
技术实现思路
本专利技术的目标在于提供一种用于将向燃料电池提供空气的空气压缩机的功耗控制成尽可能小的方法。根据本公开的示例性实施方式，提供一种用于燃料电池的空气供给控制方法，包括：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数(RPM)；基于所计算的电动机的RPM，计算空气压缩机的电动机的逆变器的使功耗变为最小的开关频率；以及利用所计算的开关频率控制逆变器。在计算空气压缩机的电动机的RPM的过程中，可利用位置传感器测量电动机的RPM。空气供给控制方法可进一步包括：在计算逆变器的开关频率之前计算空气供给压力条件，其中，在计算逆变器的开关频率的过程中，可基于空气供给压力条件和电动机的RPM计算功耗变为最小时的逆变器的开关频率。在计算空气供给压力条件的过程中，可在空气供给压力条件下测量并且使用空气控制阀的开度。在计算逆变器的开关频率的过程中，可通过三相纹波损耗功率和开关损耗功率确定功耗。在计算逆变器的开关频率的过程中，可利用输入空气压缩机的电动机的逆变器中的DC电压和DC电流计算功耗。在计算逆变器的开关频率的过程中，可利用预定数量的测量值的平均值计算功耗。在计算逆变器的开关频率的过程中，可在逆变器的开关频率改变时，确定功耗变为最小时的开关频率。根据本公开的另一示例性实施方式，提供一种用于燃料电池的空气供给控制系统，包括：电动机RPM计算器，由第一处理器实施，计算空气压缩机的电动机的RPM；开关频率计算器，由第二处理器实施，基于电动机RPM计算器所计算的电动机的RPM，计算连接于空气压缩机的电动机的逆变器的功耗变为最小时的开关频率；以及逆变器控制器，利用开关频率计算器所计算的开关频率控制逆变器。电动机RPM计算器可利用电动机的位置传感器测量电动机的RPM。空气供给控制系统可进一步包括：空气供给压力条件计算器，由第三处理器实施，计算空气供给压力条件，其中，开关频率计算器可基于所计算的电动机的RPM和空气供给压力条件，来计算逆变器的功耗变为最小时的开关频率。空气供给压力条件计算器可在空气供给压力条件下测量并使用空气控制阀的开度。开关频率计算器可基于三相纹波损耗功率和开关损耗功率确定逆变器的功耗。开关频率计算器可利用输入到空气压缩机的电动机的逆变器中的DC电压和DC电流来计算逆变器的功耗。开关频率计算器可利用预定数量的测量值的平均值计算逆变器的功耗。开关频率计算器可在逆变器的开关频率改变时确定功耗变为最小时的开关频率。附图说明图1为根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制方法的流程图。图2为根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制系统的配置图。具体实施方式下文中，将参考附图描述本公开内容的示例性实施方式。图1为根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制方法的流程图，图2为根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制系统的配置图。参考图1，根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制方法，包括：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数(RPM)(S100)；基于所计算的电动机的RPM，计算功耗变为最小时的空气压缩机的电动机的逆变器的开关频率(S200)；以及通过所计算的开关频率控制逆变器(S300)。根据用于燃料电池的空气供给控制方法，可以通过根据空气压缩机的电动机的RPM，计算和控制逆变器的功耗最小时的开关频率来提高空气压缩机的效率。参考图2，根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池10的空气供给控制系统，包括：电动机RPM计算器32，由第一处理器320实现，用于计算空气压缩机30的电动机31的RPM；开关频率计算器42，由第二处理器420实现，用于基于由电动机RPM计算器32所计算的电动机RPM，计算与空气压缩机30的电动机31连接的逆变器40的功耗变为最小时的开关频率；以及逆变器控制器41，用于通过开关频率计算器42所计算的开关频率控制逆变器40。第一处理器320和第二处理器420分别执行电动机RPM计算器32和开关频率计算器42的各种功能。下面描述的电动机RPM计算器32和开关频率计算器42分别通过在第一处理器320和第二处理器420上运行的软件指令来实现。图2中的粗线表示空气通道，空气穿过该空气通道被提供给燃料电池10以及从燃料电池10排出。在一个示例性实施方式中，空气控制阀(ACV)50设置在空气导入和排出时所穿过的通道，以控制空气压力。如图1所示的根据本公开内容的示例性实施方式的用于燃料电池的空气供给控制方法可由图2的用于燃料电池的空气供给控制系统实现。相应地，参考图1和图2，控制器20基于所需要的输出、电池(battery)的荷电状态(stateofcharge)等等控制燃料电池10的发电，并且控制空气压缩机30的电动机31的RPM和空气控制阀(ACV)50的开度。在计算空气压缩机30的电动机31的RPM(S100)的过程中，与空气压缩机30中的电动机31连接的电动机RPM计算器32计算电动机31的RPM。具体地，在计算空气压缩机30的电动机31的RPM(S100)的过程中，电动机RPM计算器32可通过利用附接在空气压缩机30的电动机31上的位置传感器33测量电动机31的RPM来计算电动机31的RPM。在基于所计算的电动机31的RPM计算将功耗变为最小时的空气压缩机30的电动机31的逆变器40的开关频率(S200)的过程中，开关频率计算器42计算逆变器40的将与空气压缩机30的电动机31连接的逆变器40的功耗变为最小时的开关频率。在计算逆变器40的开关频率(S200)之前，在计算空气供给压力条件(S100)的过程中，由第三处理器510实现的空气供给压力条件计算器51可计算向燃料电池10提供的空气的压力条件，以计算空气压缩机30的负载状态(loadstate，负荷状态)。第三处理器510执行空气供给压力条件计算器51的各种功能。下面所描述的空气供给压力条件计算器51通过在第三处理器510上运行的软件指令实现。例如，所测量的连接于燃料电池10的空气控制阀(ACV)50的开度可用于空气供给压力条件。更具体地，在计算空气压缩机30的电动机31的RPM和空气供给压力条件(S100)的过程中，电动机RPM计算器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池的空气供给控制方法，包括以下步骤：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数；基于计算出的所述电动机的每分钟转数，计算所述空气压缩机的所述电动机的逆变器的使功耗变为最小时的开关频率；以及利用计算出的所述开关频率来控制所述逆变器。

【技术特征摘要】
2017.03.17 KR 10-2017-00339981.一种用于燃料电池的空气供给控制方法，包括以下步骤：计算空气压缩机的电动机的每分钟转数；基于计算出的所述电动机的每分钟转数，计算所述空气压缩机的所述电动机的逆变器的使功耗变为最小时的开关频率；以及利用计算出的所述开关频率来控制所述逆变器。2.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，其中，在所述空气压缩机的所述电动机的每分钟转数的计算中，利用位置传感器感测所述电动机的每分钟转数。3.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，进一步包括以下步骤：在所述逆变器的开关频率的计算之前计算空气供给压力条件，其中，在所述逆变器的开关频率的计算中，基于所述空气供给压力条件和所述电动机的每分钟转数，计算所述逆变器的使所述功耗变为最小时的开关频率。4.根据权利要求3所述的空气供给控制方法，其中，在所述空气供给压力条件的计算中，测量空气控制阀的开度并且将所述空气控制阀的开度用于计算所述空气供给压力条件。5.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，其中，在所述逆变器的开关频率的计算中，所述功耗通过三相纹波损耗功率和开关损耗功率来确定。6.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，其中，在所述逆变器的开关频率的计算中，利用输入到所述空气压缩机的所述电动机的所述逆变器中的直流电压和直流电流来计算所述功耗。7.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，其中，在所述逆变器的开关频率的计算中，利用预定数量的测量值的平均值来计算所述功耗，其中，所述测量值在相同的所述电动机的每分钟转数和开关频率下分别被测量几次。8.根据权利要求1所述的空气供给控制方法，其中，在所述逆变器的开关频率的计算中，在改变所述逆变器的开关频率的同时来确定使所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳昌锡，康敏绣，金成道，李东勋，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR