氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及氢燃料电池技术领域，公开了一种氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法、系统及装置，通过实时获取氢燃料电池系统中的空气实际压力和氢气实际压力，然后根据所述空气实际压力，基于恒定压差，确定所述氢燃料电池系统中的氢气目标压力；根据所述氢气目标压力和所述氢气实际压力，对所述氢燃料电池系统中的氢气压力进行控制。实现了通过空气实际压力对氢气压力的耦合控制方法，可以使空气实际压力和氢气实际压力变化同步，并且保证了氢气目标压力与空气实际压力的压差为恒定值，避免了在控制过程中氢气与空气的压差过大，降低了氢气泄漏的风险。氢气泄漏的风险。氢气泄漏的风险。

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池
，具体地，涉及一种氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法、一种氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制系统、一种氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制装置、一种机器可读存储介质及一种处理器。

技术介绍

[0002]氢燃料电池系统是一种将氢气和氧气的化学能直接转化为电能的发电装置，其基本原理是氢气经过催化剂作用，分解为质子和电子，其中质子经过质子交换膜与氧气反应生成水，而电子通过外部电路从正极流向负极输出电能。
[0003]质子交换膜是氢燃料电池系统的核心部件，它是一种选择性通过膜，允许氢质子通过，而阻隔气体和电子，对燃料电池性能起决定性作用。为了防止进入燃料电池系统中的空气和氢气压力差过大，对质子交换膜造成不可逆损伤，导致燃料电池性能下降，甚至质子交换膜破损，造成氢气泄露的危险，需在燃料电池系统的各种运行工况下，保证空气和氢气压力差控制在一定范围以内。
[0004]现有技术中采用空气目标压力和氢气目标压力的单向耦合控制方法，但是，由于空气系统和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，包括：实时获取氢燃料电池系统中的空气实际压力和氢气实际压力；根据所述空气实际压力，基于恒定压差，确定所述氢燃料电池系统中的氢气目标压力，所述恒定压差为预设的氢气目标压力与空气实际压力的压差；根据所述氢气目标压力和所述氢气实际压力，对所述氢燃料电池系统中的氢气压力进行控制。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，所述根据所述氢气目标压力和所述氢气实际压力，对所述氢燃料电池系统中的氢气压力进行控制，包括：根据所述氢气目标压力和所述氢气实际压力，计算氢气进气阀开度，得到氢气进气阀开度值；根据所述氢气进气阀开度值，对所述氢燃料电池系统中的氢气压力进行控制。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，所述根据所述氢气目标压力和所述氢气实际压力，计算氢气进气阀开度，得到氢气进气阀开度值，包括：计算当前氢气目标压力与当前氢气实际压力之间的差值，所述当前氢气目标压力与当前氢气实际压力之间的差值的计算公式为：e()＝P
Tgt_H2
‑
P
Act_H2
；根据所述当前氢气目标压力与当前氢气实际压力之间的差值，结合历史氢气目标压力与历史氢气实际压力之间的差值，采用PID算法计算氢气进气阀开度，得到氢气进气阀开度值，所述PID算法的表达式为：y(j)＝k
p
*其中，P
Tgt_H2
为氢气目标压力，P
Act_H2
为氢气实际压力，e()为当前氢气目标压力与当前氢气实际压力之间的差值，e(
‑
1)为历史氢气目标压力与历史氢气实际压力之间的差值，y(j)为氢气进气阀开度值，k
p
、k
i
、k
d
分别为可调参数，Δt为运行步长。4.根据权利要求1所述的氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，还包括：实时获取氢燃料电池系统中的空气需求压力；根据所述氢气实际压力，确定所述氢燃料电池系统中的空气目标压力限值；根据所述空气目标压力限值和所述空气需求压力，确定空气目标压力；根据所述空气目标压力，对所述氢燃料电池系统中的空气压力进行控制。5.根据权利要求4所述的氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，所述实时获取氢燃料电池系统中的空气需求压力，包括：实时获取氢燃料电池系统的系统目标负荷需求信息，并根据所述系统目标负荷需求信息，基于预置的燃料电池电堆推荐值，采用查表法或插值法，得到空气需求压力。6.根据权利要求4所述的氢燃料电池系统中空气和氢气压力控制方法，其特征在于，所述空气目标压力限值包括空气目标压力最大限值和空气目标压力最小限值；所述根据所述氢气实际压力，确定所述氢燃料电池系统中的空气目标压力限值，包括：根据所述氢气实际压力，采用预置的空气目标压力最大限值计算公式计算得到空气目
标压力最大限值，所述空气目标压力最大限值计算公式为：P
AirMax
＝
Act_H2
+ΔP2，其中，P
AirMax
为空气目标压力最大值，P
Act_H2
为氢气实际压力，ΔP2为第一电堆安全压差；根据所述氢气实际压力，采用预置的空气目标压力最小限值计算公式计算得到空气目标压力最小限值，所述空气目标压力最小限值计算公式为：P
AirMin
＝
Act_H2
‑
ΔP3，其中，P
AirMin
为空气目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彪，付玲，樊钊，李伟，刘延斌，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：