一种氢燃料电池的氢气空气协调控制方法技术

本发明专利技术提供的一种氢燃料电池的氢气空气协调控制方法，该方法由协调控制系统和氢燃料电池系统来实现，协调控制系统包括优化模块，氢燃料电池系统包括电堆和DC/DC变换器；优化模块根据所述混合动力汽车的当前工况确定氢燃料电池系统的目标功率，根据目标功率得到氢气给定信号和空气给定信号，采用氢气回路与空气回路各自的闭环反馈控制自动调节氢气与空气的压力和流量；提出优化策略，当功率偏差量值大于第一偏差阈值时，修正氢气给定信号和空气给定信号，实现氢气和氧气的协调控制，确保氢燃料电池按电堆进气功率曲线运行。可以自动快速调节氢气与空气的流量和压力，保证氢燃料电池系统输出功率稳定、快速达到目标功率输出。出。出。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池的氢气空气协调控制方法


[0001]本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种氢燃料电池的氢气空气协调控制方法。

技术介绍

[0002]随着燃料电池技术的不断发展，燃料电池车型已经成为国内发展的主要趋势。氢燃料电池是一种通过与空气的化学反应而产生电能的装置，其副产物只有水，因此氢燃料电池的电堆反应是一个具有巨大滞后、不确定性和非线性等特性的化学过程，其中温度、压力等因素对电堆工作产生重要影响。氢燃料电池在使用过程中会消耗氢气和空气，同时燃料电池发电的产物使水，若燃料电池反应物氢气和空气的无法及时供给，并且氢燃料电池内部的温度和气体压力不能保持最佳范围。那么将影响氢燃料电池的发电效率以及持续发电时间。
[0003]中国专利文献“201910250830.2”提出的一种氢燃料电池的电堆装置及其控制方法，改善电堆内部气压不足的现象，做到电堆内部自身耗氢与内部均压的目的。中国专利技术专利“201910250812.4”提出一种能维持电堆压力平衡的发电系统及发电控制方法，可控制燃料电池排气过程中的最低气压，同时吹扫力度更强，连续发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池的氢气空气协调控制方法，其特征在于：该方法由协调控制系统和氢燃料电池系统来实现，协调控制系统包括优化模块、输出功率模块、第一控制器、第二控制器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一调压阀、第二调压阀和空压机，氢燃料电池系统包括氢燃料电池和DC/DC变换器；该方法步骤如下：(1)初始化：协调控制系统进入开机模式时，优化模块根据混合动力汽车的当前工况确定氢燃料电池系统的目标功率P0，依据目标功率P0和电堆进气功率曲线确定氢气初始信号H
s0
、空气初始信号O
s0
和空压机转速给定信号V
S0
；设定第一控制器的氢气给定信号H
s
＝H
s0
，第二控制器的空气给定信号O
s
＝O
s0
；(2)第二控制器按空压机转速给定信号V
S0
启动空压机，所述空压机用于将过滤后的空气通过第二调压阀送入氢燃料电池中；(3)自动调节：氢气回路中，第一控制器根据氢气给定信号H
s
和第一压力传感器检测的氢气进气压力H
p
，调节第一调压阀的开合度，自动调节氢气的流量和压力；空气回路中，第二控制器根据空气给定信号O
s
和第二压力传感器检测的空气进气压力O
p
，调节第二调压阀的开合度，自动调节空气的流量和压力；(4)优化模块计算DC/DC变换器输出功率的当前值P(k)与前一时刻值P(k
‑
1)之差，得到功率增量ΔP
t
(k)，即：ΔP
t
(k)＝P(k)
‑
P(k
‑
1)，其中k表示当前时刻，k
‑
1表示前一时刻；计算DC/DC变换器当前输出功率P(k)与目标功率P0之差，得到功率偏差ΔP(k)，即：ΔP(k)＝P(k)
‑
P0；(5)优化判断：设Ft表示变化量阈值，取大于0的常数，由氢燃料电池系统输出功率的控制精度确定，变化量阈值越小，精度越高；当|ΔP
t
(k)|≤Ft时，转入(6)，否则转入(3)；(6)优化模块通过优化策略，修正氢气给定信号和空气给定信号，具体如下：设F1、F2和F3分别为第一偏差阈值、第二偏差阈值和第三偏差阈值，且F2>F1，F3>F1，其值越小表示调节氢气与空气越频繁；设O
s
(k)和H
s
(k)分别表示氢气给定信号H

【专利技术属性】
技术研发人员：肖纯，陈静，田韶鹏，王宇宁，杨灿，秦国峰，周胜文，程南丁，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：