一种阳极系统控制方法、装置、设备、系统、汽车及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种阳极系统控制方法、装置、设备、系统、汽车及介质，应用于燃料电池技术领域，具体为获取当前电流密度对应的呈整数倍关系的排氮阀控制周期和排水阀控制周期；按照排氮阀控制周期控制排氮阀开启或关闭时以及按照排水阀控制周期控制排水阀开启或关闭时，基于当前电流密度对应的氢气比例阀的补偿开度，将氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的目标开度，从而通过将排氮阀控制周期和排水阀控制周期设置为整数倍关系进行开关控制并在此基础上根据排氮阀和排水阀开关时的氢气入堆压力变化量进行氢气比例阀的开度补偿，可以有效减小氢气路压力波动，提高燃料电池系统稳定性。高燃料电池系统稳定性。高燃料电池系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种阳极系统控制方法、装置、设备、系统、汽车及介质


[0001]本申请涉及燃料电池
，尤其涉及一种阳极系统控制方法、装置、设备、系统、汽车及介质。

技术介绍

[0002]近年来，燃料电池系统发展迅速，在重型汽车、物流车以及叉车等车型上已经广泛应用，为了确保燃料电池系统能够高效的输出电能且保证燃料电池系统能够稳定安全的运行，应尽量控制燃料电池系统的阳极系统中的氢气路压力保持稳定，避免由于氢气路压力波动导致燃料电池系统性能不稳定继而影响燃料电池系统的使用寿命的问题。
[0003]目前，燃料电池系统的阳极系统中的氢气路压力一般仅依靠氢气比例阀的PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)调节，这种调节方式在阳极系统中的排氮阀和排水阀同时动作或连续动作时仍然存在氢气路压力波动较大的问题，现有技术中，也有通过对燃料电池系统的结构优化来解决氢气路压力波动的问题，例如增加补压阀、引射器等，但这种优化方式存在结构复杂、成本增加等缺点。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种阳极系统控制方法、装置、设备、系统、汽车及介质，用以解决现有技术对阳极系统中氢气路压力波动控制的效果较差、成本较高的问题，具体的，本申请提供的技术方案如下：
[0005]一方面，本申请提供了一种阳极系统控制方法，包括：
[0006]获取当前电流密度对应的排氮阀控制周期和排水阀控制周期；其中，排氮阀控制周期和排水阀控制周期呈整数倍关系；排氮阀控制周期包括排氮阀开启时长和排氮阀关闭时长，排水阀控制周期包括排水阀开启时长和排水阀关闭时长；
[0007]按照排氮阀开启时长控制排氮阀开启并按照排氮阀关闭时长控制排氮阀关闭，以及按照排水阀开启时长控制排水阀开启并按照排水阀关闭时长控制排水阀关闭；其中，当排水阀控制周期为排氮阀控制周期的整数倍时，第一延时时长与第二延时时长之和不大于排氮阀关闭时长与排水阀开启时长之差；当排氮阀控制周期为排水阀控制周期的整数倍时，第一延时时长与第二延时时长之和不大于排水阀关闭时长与排氮阀开启时长之差；第一延时时长为排氮阀关闭到排水阀开启之间的延时时长，第二延时时长为排水阀关闭到排氮阀开启之间的延时时长；
[0008]在排氮阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对排氮阀开启和关闭时的第一氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第一补偿开度，将氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第一目标开度；
[0009]在排水阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对排水阀开启和关闭时的第二氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第二补偿开度，将氢气比例阀的
当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第二目标开度。
[0010]另一方面，本申请还提供了一种阳极系统控制装置，包括：
[0011]周期确定单元，用于获取当前电流密度对应的排氮阀控制周期和排水阀控制周期；其中，排氮阀控制周期和排水阀控制周期呈整数倍关系；排氮阀控制周期包括排氮阀开启时长和排氮阀关闭时长，排水阀控制周期包括排水阀开启时长和排水阀关闭时长；
[0012]第一控制单元，用于按照排氮阀开启时长控制排氮阀开启并按照排氮阀关闭时长控制排氮阀关闭，以及按照排水阀开启时长控制排水阀开启并按照排水阀关闭时长控制排水阀关闭；其中，当排水阀控制周期为排氮阀控制周期的整数倍时，第一延时时长与第二延时时长之和不大于排氮阀关闭时长与排水阀开启时长之差；当排氮阀控制周期为排水阀控制周期的整数倍时，第一延时时长与第二延时时长之和不大于排水阀关闭时长与排氮阀开启时长之差；第一延时时长为排氮阀关闭到排水阀开启之间的延时时长，第二延时时长为排水阀关闭到排氮阀开启之间的延时时长；
[0013]第二控制单元，用于在排氮阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对排氮阀开启和关闭时的第一氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第一补偿开度，将氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第一目标开度；在排水阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对排水阀开启和关闭时的第二氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第二补偿开度，将氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第二目标开度。
[0014]另一方面，本申请还提供了一种阳极系统控制设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述阳极系统控制方法。
[0015]另一方面，本申请还提供了一种燃料电池系统，包括电堆，向电堆供给燃料的阳极系统，向电堆供给氧化剂的阴极系统，对电堆进行冷却的冷却系统，以及上述阳极系统控制设备。
[0016]另一方面，本申请还提供了一种新能源汽车，包括车身，底盘车架，车轮，电动机，整车控制系统，以及上述燃料电池系统。
[0017]另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令被处理器执行时实现上述阳极系统控制方法。
[0018]本申请的有益效果如下：
[0019]本申请通过按照整数倍关系的排氮阀控制周期和排水阀控制周期以及排氮阀关闭到排水阀开启之间的第一延时时长和排水阀关闭到排氮阀开启之间的第二延时时长，对排氮阀和排水阀的开启和关闭进行控制，可以有效避免排氮阀和排水阀同时动作或连续动作，从而可以减少氢气路压力波动次数，提高燃料电池系统发电稳定性，而且，在按照整数倍关系的排氮阀控制周期和排水阀控制周期以及排氮阀关闭到排水阀开启之间的第一延时时长和排水阀关闭到排氮阀开启之间的第二延时时长，对排氮阀和排水阀的开启和关闭进行控制的基础上，通过根据排氮阀和排水阀在开启和关闭时的氢气入堆压力变化量进行氢气比例阀的开度补偿，可以有效减小氢气路压力波动，进一步提高燃料电池系统发电稳
定性，从而可以在不增加硬件成本且不改变燃料电池系统结构的情况下实现对氢气路压力波动的有效控制，进而可以保证燃料电池系统性能的稳定性，提高燃料电池系统的使用寿命。
[0020]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地可以从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本申请实施例中燃料电池系统的阳极系统架构示意图；
[0023]图2为本申请实施例中阳极系统控制方法的概况流程示意图；
[0024]图3a为本申请实施例中排水阀控制周期为排氮阀控制周期的2倍时排水阀和排氮阀的开启本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳极系统控制方法，其特征在于，包括：获取当前电流密度对应的排氮阀控制周期和排水阀控制周期；其中，所述排氮阀控制周期和所述排水阀控制周期呈整数倍关系；所述排氮阀控制周期包括排氮阀开启时长和排氮阀关闭时长，所述排水阀控制周期包括排水阀开启时长和排水阀关闭时长；按照所述排氮阀开启时长控制所述排氮阀开启并按照所述排氮阀关闭时长控制所述排氮阀关闭，以及按照所述排水阀开启时长控制所述排水阀开启并按照所述排水阀关闭时长控制所述排水阀关闭；其中，当所述排水阀控制周期为所述排氮阀控制周期的整数倍时，第一延时时长与第二延时时长之和不大于所述排氮阀关闭时长与所述排水阀开启时长之差；当所述排氮阀控制周期为所述排水阀控制周期的整数倍时，所述第一延时时长与所述第二延时时长之和不大于所述排水阀关闭时长与所述排氮阀开启时长之差；所述第一延时时长为所述排氮阀关闭到所述排水阀开启之间的延时时长，所述第二延时时长为所述排水阀关闭到所述排氮阀开启之间的延时时长；在所述排氮阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对所述排氮阀开启和关闭时的第一氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第一补偿开度，将所述氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第一目标开度；在所述排水阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对所述排水阀开启和关闭时的第二氢气入堆压力变化量预先标定的所述氢气比例阀的第二补偿开度，将所述氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第二目标开度。2.如权利要求1所述的阳极系统控制方法，其特征在于，按照所述排氮阀开启时长控制所述排氮阀开启并按照所述排氮阀关闭时长控制所述排氮阀关闭，以及按照所述排水阀开启时长控制所述排水阀开启并按照所述排水阀关闭时长控制所述排水阀关闭，包括：首次控制所述排氮阀开启后循环执行排氮阀控制操作；其中，所述排氮阀控制操作包括：确定满足所述排氮阀开启时长时控制所述排氮阀关闭，确定满足所述排氮阀关闭时长时控制所述排氮阀开启；首次控制所述排氮阀关闭后，确定满足所述第一延时时长时控制所述排水阀开启并循环执行排水阀控制操作；其中，所述排水阀控制操作包括：确定满足所述排水阀开启时长时控制所述排水阀关闭，确定满足所述排水阀关闭时长时控制所述排水阀开启。3.如权利要求1所述的阳极系统控制方法，其特征在于，按照所述排氮阀开启时长控制所述排氮阀开启并按照所述排氮阀关闭时长控制所述排氮阀关闭，以及按照所述排水阀开启时长控制所述排水阀开启并按照所述排水阀关闭时长控制所述排水阀关闭，包括：首次控制所述排水阀开启后循环执行排水阀控制操作；其中，所述排水阀控制操作包括：确定满足所述排水阀开启时长时控制所述排水阀关闭，确定满足所述排水阀关闭时长时控制所述排水阀开启；首次控制所述排水阀关闭后，确定满足所述第二延时时长时控制所述排氮阀开启并循环执行排氮阀控制操作；其中，所述排氮阀控制操作包括：确定满足所述排氮阀开启时长时控制所述排氮阀关闭，确定满足所述排氮阀关闭时长时控制所述排氮阀开启。4.如权利要求1所述的阳极系统控制方法，其特征在于，在所述排氮阀的开启时刻和关
闭时刻，基于当前电流密度对应的针对所述排氮阀开启和关闭时的第一氢气入堆压力变化量预先标定的氢气比例阀的第一补偿开度，将所述氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第一目标开度，包括：在所述排氮阀的开启时刻，将所述氢气比例阀的当前开度增加所述第一补偿开度，以使所述氢气比例阀的当前开度增加至所述第一目标开度；在所述排氮阀的关闭时刻，将所述氢气比例阀的当前开度减小所述第一补偿开度，以使所述氢气比例阀的当前开度减小至所述第一目标开度。5.如权利要求1所述的阳极系统控制方法，其特征在于，在所述排水阀的开启时刻和关闭时刻，基于当前电流密度对应的针对所述排水阀开启和关闭时的第二氢气入堆压力变化量预先标定的所述氢气比例阀的第二补偿开度，将所述氢气比例阀的当前开度调整至使氢气入堆压力实际值维持在氢气入堆压力需求值的标准浮动范围内的第二目标开度，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琛，范旭洋，杨自利，何亚涛，叶帅，
申请(专利权)人：大连擎研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：