一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法和装置，供氢系统中包括输氢管路，氢气在输氢管路中依次通过比例减压阀和流量控制阀，并与氢气循环泵循环的氢气混合后输入燃料电池电堆，其中方法具体包括以下步骤：根据流量控制阀进出口压力比值和流量控制阀出口的压力，控制比例减压阀的出口压力；根据比例减压阀的出口压力、流量控制阀出口的压力和某一负载电流下的给定氢气摩尔流量信号，控制流量控制阀的开度；根据负载需求的燃料电池电堆电流大小，控制氢气循环泵的转速。与现有技术相比，本发明专利技术具有可消除在流量控制环节和压力控制环节的不良影响等优点。压力控制环节的不良影响等优点。压力控制环节的不良影响等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法和装置


[0001]本专利技术涉及气动控制与新能源
，尤其是涉及一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法和装置。

技术介绍

[0002]随着社会的发展与科技进步，能源与环境问题日渐受到工业生产的高度重视，人们对清洁能源的需求迫在眉睫。氢气是一种理想的新能源气体，具有来源广泛、储量丰富、无污染、能量密度高、可再生的优点。燃料电池作为一种将氢气的化学能转换为电能的高效能量转换装置得到广泛的应用，其中质子交换膜燃料电池在新能源汽车领域更是广受青睐，单目前氢燃料电池汽车并未得到和传统燃油汽车一样程度的普及，其中一个原因是车载燃料电池动力系统的输氢供氢技术不够成熟。
[0003]现有车载供氢主流方式是采用气罐储存的高压氢气经过减压后输送给燃料电池电堆。氢气瓶向电堆供给的氢气流量大小应与负载需求成正相关，如果供氢流量过大会导致氢气浪费，流量过小会无法满足功率需求；同时，燃料电池阳极流道的压力需求也随负载的变化而变化，这就需要合理控制电堆入口处的压力，而压力直接受供气流量影响；另外在控制气体流量的同时还需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法，供氢系统中包括输氢管路，氢气在输氢管路中依次通过比例减压阀和流量控制阀，并与氢气循环泵循环的氢气混合后输入燃料电池电堆，其特征在于，包括以下步骤：根据流量控制阀进出口压力比值和流量控制阀出口的压力，控制比例减压阀的出口压力；根据比例减压阀的出口压力、流量控制阀出口的压力和某一负载电流下的给定氢气摩尔流量信号，控制流量控制阀的开度；根据负载需求的燃料电池电堆电流大小，控制氢气循环泵的转速。2.根据权利要求1所述的一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法，其特征在于，所述比例减压阀的出口压力的控制方法如下：控制比例减压阀的出口压力的具体表达式如下：其中，p
re
表示比例减压阀的出口压力，p
sm
表示流量控制阀出口的压力，K表示流量控制阀进出口压力的期望比值。3.根据权利要求1所述的一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法，其特征在于，所述流量控制阀的开度控制方法如下：控制流量控制阀的开度的具体表达式如下：量控制阀的开度的具体表达式如下：其中，u
x
表示流量控制阀的开度，A
max
表示节流口面积最大值，p
re
表示比例减压阀的出口压力，p
sm
表示流量控制阀出口的压力，表示给定氢气摩尔流量信号，R
g
表示氢气的气体常数；C
d
表示流量控制阀阀口流量修正系数，与阀口结构有关；T表示温度；k表示氢气绝热系数；M表示氢气的摩尔质量。4.根据权利要求3所述的一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法，其特征在于，所述给定氢气摩尔流量信号通过带前馈补偿器的PID控制器根据燃料电池电堆期望阳极气压和燃料电池电堆实际阳极气压获取。5.根据权利要求1所述的一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制方法，其特征在于，所述氢气循环泵的转速的控制方法如下：控制氢气循环泵的转速的具体表达式如下：ω
bl
＝K
bl
I+ω
min
其中，ω
bl
表示氢气循环泵的转速，I表示电堆电流；ω
min
表示循环泵允许的最小转速；
K
bl
表示比例系数。6.一种车载供氢系统氢气流量负载匹配控制装置，供氢系统中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，张力，明平文，訚耀保，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：