车辆及车用燃料电池进气系统的控制方法、控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆及车用燃料电池进气系统的控制方法、控制装置，所述车用燃料电池进气系统包括供气压缩机和与所述供气压缩机相连的供气歧管，所述供气歧管用于向燃料电池供气，所述控制方法包括以下步骤：获取车辆的踏板信号和所述燃料电池的供电功率信息；根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流；实时采集所述燃料电池的实际输出电流或者所述供气歧管的实际供气量；根据所述目标输出电流，以及所述实际输出电流或者所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，以调节所述供气歧管的供气量。该控制方法能够实现对复杂扰动、工况多变的燃料电池发电量的控制，控制效果好，控制效率高。

Control method and device of vehicle and fuel cell intake system

【技术实现步骤摘要】
车辆及车用燃料电池进气系统的控制方法、控制装置
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种车用燃料电池进气系统的控制方法、一种车用燃料电池进气系统的控制装置和一种车辆。
技术介绍
氢能作为一种无污染可循环的新型能源受到了广泛的关注，质子交换膜燃料电池因其所具有的运行温度低、功率密度高、响应速度快、稳定性好等特点，成为氢能利用的一种重要方式，也是氢氧燃料电池汽车的组成核心。过氧比是质子交换膜燃料电池正常运行的重要指标之一，一个稳定的过氧比也是燃料电池控制的主要目标，其实质在于控制阳极和阴极的气流流量，避免出现氧饱和及氧饥饿的情况，在保证系统正常运行的同时使系统整体的输出功率最大化，从而提高系统的效率。目前，燃料电池供气系统的一般采用PID(Proportion-Integration-Differential，比例-积分-微分)控制技术。然而，PID控制器在电机控制中多直接进行电流的控制，以保证控制效果，其需要对燃料电池的输出电流与供气量、压缩机电流与压缩机转速及供气量进行标定，标定成本较高，且若需提高控制精确，对于不同批次燃料电池及压缩机产品的一致性要求较高。另外，质子交换膜燃料电池结构复杂，具有非线性、时变不确定的特点，难以建立精确的数学模型，且在变化复杂的路况条件下，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果，存在快速性与超调之间的矛盾。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种车用燃料电池进气系统的控制方法，该控制方法能够实现对复杂扰动、工况多变的燃料电池发电量的控制，控制效果好，控制效率高。本专利技术的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。本专利技术的第三个目的在于提出一种车用燃料电池进气系统的控制装置。本专利技术的第四个目的在于提出另一种车用燃料电池进气系统的控制装置。本专利技术的第五个目的在于提出一种车辆。为达到上述目的，本专利技术第一方便实施例提出了一种车用燃料电池进气系统的控制方法，所述车用燃料电池进气系统包括供气压缩机和与所述供气压缩机相连的供气歧管，所述供气歧管用于向燃料电池供气，所述控制方法包括以下步骤：获取车辆的踏板信号和所述燃料电池的供电功率信息；根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流；实时采集所述燃料电池的实际输出电流或者所述供气歧管的实际供气量；通过自抗扰控制器根据所述目标输出电流、所述实际输出电流或者所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，以调节所述供气歧管的供气量。本专利技术实施例的车用燃料电池进气系统的控制方法，在获取到燃料电池的目标输出电流后，通过自抗扰控制器根据目标输出电流、实际输出电流或者实际供气量对供气压缩机进行控制，以调节供气歧管的供气量，由此，能够实现对复杂扰动、工况多变的燃料电池发电量的控制，控制效果好，控制效率高。另外，根据本专利技术实施例的车用燃料电池进气系统的控制方法还具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流，包括：根据所述踏板信号获取所述车辆的目标转矩；根据所述目标转矩确定所述车辆的驱动电机的需求电流；根据所述需求电流和所述供电功率信息确定所述目标输出电流。根据本专利技术的一个实施例，在通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流、所述实际输出电流对所述供气压缩机进行控制时，所述自抗扰控制器的输入端输入所述目标输出电流和所述实际输出电流，所述自抗扰控制器的输出端输出第一电流指令，所述自抗扰控制器根据所述第一电流指令控制所述供气压缩机。根据本专利技术的一个实施例，所述通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流、所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，包括：根据所述目标输出电流调用第一预设表，以获取与所述目标输出电流对应的目标供气量；通过所述自抗扰控制器根据所述目标供气量、所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，其中，所述自抗扰控制器的输入端输入所述目供气量和所述实际供气量，所述自抗扰控制器的输出端输出第二电流指令，所述自抗扰控制器根据所述第二电流指令控制所述供气压缩机。根据本专利技术的一个实施例，所述通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流和所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，包括：根据所述目标输出电流调用第二预设表，以获取与所述目标输出电流对应的目标供氧量；获取当前环境空气中的含氧量；根据所述目标供氧量和所述当前环境空气中的含氧量确定所述目标供气量；通过所述自抗扰控制器根据所述目标供气量、所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，其中，所述自抗扰控制器的输入端输入所述目供气量和所述实际供气量，所述自抗扰控制器的输出端输出第二电流指令，所述自抗扰控制器根据所述第二电流指令控制所述供气压缩机。根据本专利技术的一个实施例，所述自抗扰控制器包括跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性组合，其中，目标值v0输入所述跟踪微分器，所述跟踪微分器根据v0输出安排的过渡过程v1和v0的微分信号v2，其中，所述目标值v0为目标供气量或者目标输出电流；所述供气压缩机的估计状态z1与实际值做差后与所述自抗扰控制器的输出信号一起输入至所述扩张状态观测器，所述扩张状态观测器输出所述供气压缩机的估计状态z1、z2和作用于所述供气压缩机的总扰动z3，进而得到状态误差e1＝v1-z1和e2＝v2-z2；e1和e2输入到所述非线性组合，所述非线性组合输出控制规律u0，用u0和z3的补偿量来得到用于对所述供气压缩机进行控制的控制指令其中，b0为补偿因子。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的车用燃料电池进气系统的控制方法。根据本专利技术实施例的计算机可读存储介质，在其上存储的与上述控制方法对应的计算机程序被处理器执行时，能够实现对复杂扰动、工况多变的燃料电池发电量的控制，控制效果好，控制效率高。为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种车用燃料电池进气系统的控制装置，所述车用燃料电池进气系统包括供气压缩机和与所述供气压缩机相连的供气歧管，所述供气歧管用于向燃料电池供气，所述控制装置包括：获取模块，用于获取车辆的踏板信号和所述燃料电池的供电功率信息；确定模块，用于根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流；采集模块，用于实时采集所述燃料电池的实际输出电流或者所述供气歧管的实际供气量；控制模块，所述控制模块包括自抗扰控制器，所述控制模块通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流，以及所述实际输出电流或者所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，以调节所述供气歧管的供气量。根据本专利技术实施例的车用燃料电池进气系统的控制装置，通过确定模块根据踏板信号和供电功率信息确定燃料电池的目标输出电流，并通过采集模块实时采集燃料电池的实际输出电流或者供气歧管的实际供气量，进而通过自抗扰控制器根据目标输出电流，以及实际输出电流或者实际供气量对供气压缩机进行控制，以调节供气歧管的供气量，由此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述车用燃料电池进气系统包括供气压缩机和与所述供气压缩机相连的供气歧管，所述供气歧管用于向燃料电池供气，所述控制方法包括以下步骤：/n获取车辆的踏板信号和所述燃料电池的供电功率信息；/n根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流；/n实时采集所述燃料电池的实际输出电流或者所述供气歧管的实际供气量；/n通过自抗扰控制器根据所述目标输出电流，以及所述实际输出电流或者所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，以调节所述供气歧管的供气量。/n

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述车用燃料电池进气系统包括供气压缩机和与所述供气压缩机相连的供气歧管，所述供气歧管用于向燃料电池供气，所述控制方法包括以下步骤：
获取车辆的踏板信号和所述燃料电池的供电功率信息；
根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流；
实时采集所述燃料电池的实际输出电流或者所述供气歧管的实际供气量；
通过自抗扰控制器根据所述目标输出电流，以及所述实际输出电流或者所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，以调节所述供气歧管的供气量。


2.如权利要求1所述的车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述踏板信号和所述供电功率信息确定所述燃料电池的目标输出电流，包括：
根据所述踏板信号获取所述车辆的目标转矩；
根据所述目标转矩确定所述车辆的驱动电机的需求电流；
根据所述需求电流和所述供电功率信息确定所述目标输出电流。


3.如权利要求1所述的车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，在通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流、所述实际输出电流对所述供气压缩机进行控制时，
所述自抗扰控制器的输入端输入所述目标输出电流和所述实际输出电流，所述自抗扰控制器的输出端输出第一电流指令，所述自抗扰控制器根据所述第一电流指令控制所述供气压缩机。


4.如权利要求1所述的车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流和所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，包括：
根据所述目标输出电流调用第一预设表，以获取与所述目标输出电流对应的目标供气量；
通过所述自抗扰控制器根据所述目标供气量、所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，其中，所述自抗扰控制器的输入端输入所述目供气量和所述实际供气量，所述自抗扰控制器的输出端输出第二电流指令，所述自抗扰控制器根据所述第二电流指令控制所述供气压缩机。


5.如权利要求1所述的车用燃料电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述通过所述自抗扰控制器根据所述目标输出电流和所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，包括：
根据所述目标输出电流调用第二预设表，以获取与所述目标输出电流对应的目标供氧量；
获取当前环境空气中的含氧量；
根据所述目标供氧量和所述当前环境空气中的含氧量确定所述目标供气量；
通过所述自抗扰控制器根据所述目标供气量、所述实际供气量对所述供气压缩机进行控制，其中，所述自抗扰控制器的输入端输入所述目供气量...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙一超，
申请(专利权)人：宝沃汽车中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11