【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池空压机流量控制方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池空压机流量控制方法。
技术介绍
[0002]能源问题长期受到全球关注，尤其在新能源迅速发展的近年来，氢气作为清洁能源厚积薄发，在碳中和的背景下，燃料电池成为了新的关注点。
[0003]燃料电池依靠氢气与氧气反应生成水，因此氢气供应、氧气供应是其工作逻辑的核心，空压机作为空气供给的执行器，其流量控制也就非常重要，影响到燃料电池的输出特性、安全特性。长期空气供给不足会降低电池的寿命，并破坏质子交换膜。
[0004]如果对空压机进行精确控制，保证工作流量特性的前提下对于空气流量进行精确计算与匹配，就有助于燃料电池健康工作。传统的空压机控制方法，依然保留了燃油时代的执行器控制逻辑，采用工况查表的标定方式，依据事先标定好的表，和实际工况，查得空压机的目标流量，并通过压力、传感器值，查表得到预估的实际流量，基于PID控制方法，对电机转速进行调节。由于空压机是复杂的非线性系统，PID仅能够实现基础控制，无法对系统流量进行精确的感知、...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种燃料电池空压机流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据燃料电池工况计算目标流量；获取节流阀的阀前及阀后压力值、阀前温度值以及开度，将所述开度、阀前及阀后压力值匹配预设的流量曲线图，根据匹配结果和温度值计算得到实际流量；根据目标流量和实际流量建立当前滑膜面，根据当前滑膜面和上一滑膜面，计算当前目标扭矩，并根据当前目标扭矩调整电机转速；获取电机当前转速，根据电机当前转速和实际流量计算实际扭矩，根据当前目标扭矩和实际扭矩计算预期转速变化率，若预期转速变化率不在预设的阈值范围内，则根据阈值范围中的目标值调整当前目标扭矩的值，根据当前目标扭矩调整电机转速；根据预设的经验公式，计算电机当前转速对应的当前喘振点压力和当前喘振点流量，根据空压机两端的压力值、所述实际流量、所述当前喘振点压力和所述当前喘振点流量计算当前工况点与当前喘振点的距离，若该距离小于预设的第一阈值，将该距离和第一阈值的差值匹配预设的修正表格，得到对应的修正系数，用修正系数再次调整当前目标扭矩的值，根据当前目标扭矩调整电机转速，根据目标流量和实际流量之差调整旁通阀的开度；继续开始执行根据燃料电池工况计算目标流量的步骤，直到车辆下电。2.根据权利要求1所述的燃料电池空压机流量控制方法，其特征在于，根据燃料电池工况计算目标流量之前，还包括空压机自检的步骤，具体包括：若车辆上电，关闭节流阀并设置旁通阀全开，向空压机发送启动需求转速并在预设的自检时间窗口内获取空压机反馈的转速，若空压机反馈的转速和启动需求转速之差小于预设的第二阈值，且无故障码，则自检通过，执行获取需求功率的步骤，否则自检不通过，进行异常报警。3.根据权利要求1所述的燃料电池空压机流量控制方法，其特征在于，将所述开度、压力值匹配预设的流量曲线图，根据匹配结果和温度值计算得到实际流量的具体步骤包括：根据所述开度匹配流量曲线图得到对应的流量曲线以及所述流量曲线的超音速流量，并将所述节流阀阀后压力值和阀前压力值的比值匹配所述流量曲线，得到对应的流量百分比，根据所述流量百分比、节流阀阀前压力值、节流阀阀前温度值以及所述流量曲线的超音速流量，计算得到实际流量，函数表达式如下：m
act
＝[(m0
‑
pos1
‑
max)*P
befval
/p0*(T0/T
befval
)^0.5]*per上式中，m0
‑
pos1
‑
max为所述流量曲线图中，所述开度对应的流量曲线的超音速流量，P
befval
为节流阀阀前压力值，T
befval
为节流阀阀前温度值，per为所述开度对应的流量曲线中，阀后压力值和阀前压力值的比值对应的流量百分比，p0为标准状态的压力，T0为标准状态的温度。4.根据权利要求1所述的燃料电池空压机流量控制方法，其特征在于，当前滑膜面为实际流量和目标流量之差，根据当前滑膜面和上一滑膜面，计算当前目标扭矩的步骤具体包括：计算第一扭矩控制率，函数表达式如下：u1＝
‑
k1*sign(s
n
)上式中，k1为预设的大于0的控制参数，s
n
为当前滑膜面；计算第二扭矩控制率，函数表达式如下：u2＝
‑
k2*(|s
n
‑1|^a)*sign(s
n
) |s
n
|>|s
n
‑1|
u2＝
‑
k2*(|s
n
|^b)*sign(s
n
) |s
n
|≤|s
n
‑1|上式中，k2为预设的大于0的控制参数，s
n
技术研发人员：王迅，刘琦，付建勤，周峰，刘敬平，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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