一种氢气循环泵的电流控制方法及系统、破冰启动方法技术方案

本发明专利技术公开一种氢气循环泵的电流控制方法，其采用电流闭环控制方式，首先输入电流指令值，然后采样氢气循环泵的电机电流值，并基于电机电流值与电流指令值的偏差得到控制电流值。通过电流闭环控制可以实现氢气循环泵的电流稳定控制，进而将其应用于破冰启动时，可以避免过流风险，使得氢气循环泵电机保持恒定的转矩，有效地提高了设备运行的安全性。有效地提高了设备运行的安全性。有效地提高了设备运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气循环泵的电流控制方法及系统、破冰启动方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种氢气循环泵电流控制方法及系统、破冰启动方法。

技术介绍

[0002]氢气循环泵是燃料电池的核心部件，其用于给燃料电池的电堆供应氢气，氢气循环泵的良好运转是燃料电池能良好工作的必要条件。
[0003]燃料电池被广泛应用于诸如新能源汽车等各种领域，这就使得其会在各种环境条件下工作。在极寒天气中，或其他一些低温环境下，燃料电池工作过程中所产生水或水汽会在氢气循环泵中凝结成冰，导致氢气循环泵的转子被冻住，使得氢气循环泵的转子无法转动，进而所述氢气循环泵无法工作。为了解决这一情况，可以在氢气循环泵外部加装加热装置，通过加热达到破冰效果，但这种结构需要热量传递，消耗时间长，也增加了破冰硬件成本。在不增加成本的情况下，一般通过软件控制，例如转速开环控制实现氢循环泵的破冰启动。例如中国专利202210140928.4中提到一种氢气循环泵的破冰启动方法，其采用开环控制方法，根据定子频率与定子电压的线性关系，确定目标转速对应的定子电压，通过对定子电压进行逻辑处理，从而控制氢气循环泵的转子根据交替输出的第一破冰信号和第二破冰信号实现旋转方向的交替，开始除冰过程。但是这种方法通过电压控制转子转动，因此存在电流控制不稳定的问题，可能会出现过流的风险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的部分或全部问题，本专利技术第一方面提供一种氢气循环泵的电流控制方法，其采用电流闭环控制方式，包括：
[0005]输入电流指令值；
[0006]采样所述氢气循环泵的电机电流值；以及
[0007]基于所述电机电流值与所述电流指令值的偏差得到控制电流值。
[0008]进一步地，所述电流指令值包括所述氢气循环泵的电机定子电流的d轴及q轴分量值。
[0009]进一步地，所述电机电流值为所述氢气循环泵的三相电流值。
[0010]进一步地，所述电机电流值与所述电流指令值的偏差根据如下步骤得到：
[0011]将所述电机电流值进行Clark变换，得到其在两相静止坐标系下α、β轴的分量值；
[0012]将所述α、β轴的分量值进行Park变换，得到其在两相旋转坐标系下d轴及q轴的分量值；以及
[0013]将所述d轴及q轴的分量值与所述电流指令值相减，得到所述偏差。
[0014]进一步地，所述Park变换中所采用的角度值根据输入的速度指令值得到。
[0015]进一步地，所述控制电流值根据如下步骤得到：
[0016]将所述偏差进行比例及积分调节，得到控制电压的d轴及q轴分量值；
[0017]将所述控制电压的d轴及q轴分量值进行Park逆变换，得到控制电压在两相静止坐标系下α、β轴的分量值；
[0018]基于所述控制电压的α、β轴的分量值，进行空间矢量脉宽调制，得到脉宽调制信号；以及
[0019]基于所述脉宽调制信号控制功率器件的通断，以产生三相电流。
[0020]进一步地，所述Park逆变换中所采用的角度值根据输入的速度指令值得到。
[0021]本专利技术第二方面提供实现如前所述的电流控制方法的电流控制系统，包括：
[0022]求和模块，其输入端与电流指令输出端及电机电流值获取模块的输出端连接，且用于计算电机电流值与电流指令值的差值；
[0023]PI调节器，其连接至所述求和模块的输出端，用于对所述差值进行比例及积分调节；
[0024]Park逆变换模块，连接至所述PI调节器的输出端，用于进行Park逆变换；
[0025]SVPWM模块，连接至所述Park逆变换模块的输出端，用于进行空间矢量脉宽调制(SVPWM，Space Vector Pulse Width Modulation)；
[0026]逆变器，连接至所述SVPWM模块的输出端，用于把直流电能转变成三相交流电，得到控制电流值；以及
[0027]电机电流值获取模块，用于获取所述氢气循环泵的电机电流值，并输出至所述求和模块。
[0028]进一步地，所述电机电流值获取模块包括：
[0029]电流采样单元，用于采样所述氢气循环泵的电机三相电流值；
[0030]Clark变换单元，连接至所述电流采样单元的输出端，用于将三相电流值转换至二相静止坐标下；以及
[0031]Park变换单元，连接至所述Clark变换单元的输出端，用于将二相静止坐标下的电流值转换至二相旋转坐标下。
[0032]进一步地，所述电流控制系统还包括：
[0033]角度计算模块，其用于根据输入的速度指令值计算得到开环角度并发送给所述Park逆变换模块及电机电流值获取模块。
[0034]基于如前所述的电流控制方法及系统，本专利技术第三方面提供一种氢气循环泵的破冰启动方法，包括：
[0035]采用如前所述的电流控制方法控制氢气循环泵的电流，控制其到达预设的转速，进行破冰启动。
[0036]本专利技术提供的一种氢气循环泵电流控制方法及系统，通过电流闭环控制以实现氢气循环泵的电流稳定控制，进而将其应用于破冰启动时，可以避免过流风险，使得氢气循环泵电机保持恒定的转矩，有效地提高了设备运行的安全性。
附图说明
[0037]为进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似
的标记表示。
[0038]图1示出本专利技术一个实施例的一种氢气循环泵电流控制方法的流程示意图；以及
[0039]图2示出本专利技术一个实施例的一种氢气循环泵电流控制系统的结构示意图。
[0040]附图标记列表
[0041]001 氢气循环泵电机
[0042]201 求和模块
[0043]202 PI调节器
[0044]203 Park逆变换模块
[0045]204 SVPWM模块
[0046]205 逆变器
[0047]206 电机电流值获取模块
[0048]262 Clark变换单元
[0049]263 Park变换单元
[0050]207 角度计算模块
具体实施方式
[0051]以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构或操作以免模糊本专利技术的专利技术点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术并不限于这些特定细节。
[0052]在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气循环泵的电流控制方法，其特征在于，包括步骤：提供电流指令值；采样所述氢气循环泵的电机电流值；以及基于所述电机电流值与所述电流指令值的偏差确定控制电流值。2.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述电流指令值包括所述氢气循环泵的电机定子电流的d轴及q轴分量值。3.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述电机电流值包括所述氢气循环泵的三相电流值。4.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述电机电流值与所述电流指令值的偏差根据如下步骤得到：将所述电机电流值进行Clark变换，得到其在两相静止坐标系下α、β轴的分量值；将所述α、β轴的分量值进行Park变换，得到其在两相旋转坐标系下d轴及q轴的分量值；以及将所述d轴及q轴的分量值与所述电流指令值相减，得到所述偏差。5.如权利要求4所述的电流控制方法，其特征在于，所述Park变换中所采用的角度值根据输入的速度指令值得到。6.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述控制电流值根据如下步骤得到：将所述偏差进行比例及积分调节，得到控制电压的d轴及q轴分量值；将所述控制电压的d轴及q轴分量值进行Park逆变换，得到控制电压在两相静止坐标系下α、β轴的分量值；基于所述控制电压的α、β轴的分量值，进行空间矢量脉宽调制，得到脉宽调制信号；以及基于所述脉宽调制信号控制功率器件的通断，以产生三相电流。7.如权利要求6所述的电流控制方法，其特征在于，所述Park逆变换中所采用的角度值根据输入的速度指令值得到。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：靳增峰，徐大炎，刘华健，王娟，董文宇，
申请(专利权)人：华涧新能源科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：