【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池进气系统控制领域，特别涉及一种电池进气系统的控制方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
1、燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，具有零排放、无污染的优点，其中质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,pemfc)具有高功率密度、高效率、工作温度低的优点，受到广泛关注。质子交换膜燃料电池的核心部件是电堆，通过给电堆的阴极侧和阳极侧分别通入空气和氢气，在催化剂的作用下发生电化学反应，从而产生电能，其附属产物是水，不会对环境造成污染。质子交换膜燃料电池系统包括阴极进气系统、阳极进气系统、温度管理系统、湿度管理系统和能量管理系统，其中阴极进气系统的作用是给电堆提供一定流量和压力的空气，满足电堆发电时的消耗，保证电堆能持续稳定的发电。
2、阴极进气系统包括空气滤清器、空气压缩机、进气歧管、中冷器、加湿器、电堆阴极、背压阀，其中空气压缩机用来为电堆提供一定流量的空气，通过调节转速来控制进气流量，背压阀用来控制空气侧排气流量，通过调节背压阀开度来调节排气流量，进而控制空气侧压力大小。进气流量和压力的大小都会对电堆的性能、寿命产生影响，进气流量供应不足，会产生氧饥渴，降低质子交换膜寿命，过多的进气流量会导致空压机能耗增加，降低系统效率；压力对质子交换膜的影响更为关键，阴极侧和阳极侧的压差过大会导致质子交换膜破裂造成永久损害，因此阴极侧进气流量和压力的准确控制对系统的稳定运行十分重要。然而空气侧进气流量与压力具有耦合特性，改变空压机的转速或者背压阀的开度都会对流
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电池进气系统的控制方法、装置、电子设备及介质，本方案能够准确的确定出燃料电池对应的进气系统中背压阀的期望开度，并控制进气系统中空气压缩机的当前转速转换为期望转速以及控制背压阀的当前开度转换为期望开度，以准确的控制燃料电池进气系统的进气过程，提高了进气系统的稳定性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池进气系统的控制方法，包括：
3、确定燃料电池的若干个电堆的当前总电流；
4、确定所述燃料电池的进气系统的空气压缩机的当前出口流量、期望转速以及响应时间；
5、根据所述当前总电流、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述进气系统的期望进气流量误差以及期望进气压力误差；
6、基于所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差确定所述进气系统的背压阀的期望开度，并控制所述空气压缩机的当前转速转换为所述期望转速以及控制所述背压阀的当前开度转换为所述期望开度，以控制所述进气系统的进气过程。
7、可选的，所述根据所述当前总电流、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述进气系统的期望进气流量误差以及期望进气压力误差，包括：
8、确定各所述电堆的个数；
9、基于所述个数、所述当前总电流及氧气量消耗值确定公式确定所述进气系统的当前氧气量消耗值；
10、根据所述当前氧气量消耗值、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差；
11、其中，所述氧气量消耗值确定公式为：为所述当前氧气量消耗值，ncell为所述个数，为氧气的摩尔质量，f为法拉第常数，ist为所述当前总电流。
12、可选的，所述根据所述当前氧气量消耗值、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
13、确定各所述电堆空气侧的当前体积、当前温度以及当前压力；
14、基于所述当前氧气量消耗值、所述期望转速、所述当前出口流量、所述响应时间、所述当前体积、所述当前温度以及所述当前压力确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差。
15、可选的，所述基于所述当前氧气量消耗值、所述期望转速、所述当前出口流量、所述响应时间、所述当前体积、所述当前温度以及所述当前压力确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
16、根据所述当前氧气量消耗值、所述期望转速、所述当前出口流量、所述响应时间、所述当前体积、所述当前温度以及所述当前压力建立所述进气系统的误差控制模型；
17、基于所述误差控制模型确定所述进气系统的第一误差及第二误差；
18、根据所述第一误差及所述第二误差确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差；
19、其中，所述误差控制模型为：
20、
21、其中，wcp为所述当前出口流量，为所述当前出口流量的一阶导数，ncp,cmd为所述期望转速，tc为所述响应时间，bpr为预设截距，kc为第一预设增益系数，ra为空气的摩尔质量，为氧气摩尔质量，tst为所述当前温度，v为所述当前体积，wca,out为所述背压阀的期望排气流量，为所述当前氧气量消耗值，为所述当前压力的一阶导数，d1为所述进气系统的第一误差，d2为所述进气系统的第二误差。
22、可选的，所述基于所述误差控制模型确定所述进气系统的第一误差及第二误差，包括：
23、根据所述误差控制模型确定所述误差控制模型对应的卡尔曼估计模型的先验状态量以及先验误差协方差；
24、基于所述先验状态量以及所述先验误差协方差确定所述卡尔曼估计模型的动态估计值；
25、根据所述动态估计值确定所述第一误差及所述第二误差。
26、可选的，所述基于所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差确定所述进气系统的背压阀的期望开度，包括：
27、确定期望进气流量及期望进气压力；
28、基于所述期望进气流量、所述期望进气压力、所述期望进气流量误差及所述期望进气压力误差确定所述背压阀的期望排气流量；
29、根据所述期望排气流量确定所述期望开度。
30、可选的，所述基于所述期望进气流量、所述期望进气压力、所述期望进气流量误差及所述期望进气压力误差确定所述背压阀的期望排气流量，包括：
31、基于所述期望进气流量、所述期望进气压力、所述期望进气流量误差、所述期望进气压力误差及所述卡尔曼估计模型确定进气误差模型及期望转速和当前排气流量模型；
32、将所述期望转速和当前排气流量模型代入所述进气误差模型中以确定所述期望排气流量；
33、其中，所述进气误差模型为：
34、
35、其中，为所述期望进气流量误差的一阶导数，为所述期望进气压力误差的一阶导数，为所述期望进气流量的一阶导数，为所述期望进气压力的一阶导数，a11等于a21等于b11等于b22等于b23等于
36、所述期望转速和当前排气流量模型为：
37、
38、其中，ew为所述期本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池进气系统的控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前总电流、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述进气系统的期望进气流量误差以及期望进气压力误差，包括：
3.如权利要求2所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前氧气量消耗值、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
4.如权利要求3所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述当前氧气量消耗值、所述期望转速、所述当前出口流量、所述响应时间、所述当前体积、所述当前温度以及所述当前压力确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
5.如权利要求4所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述误差控制模型确定所述进气系统的第一误差及第二误差，包括：
6.如权利要求5所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差确定所述进气系统的背压阀的
7.如权利要求6所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述期望进气流量、所述期望进气压力、所述期望进气流量误差及所述期望进气压力误差确定所述背压阀的期望排气流量，包括：
8.一种电池进气系统的控制装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述电池进气系统的控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电池进气系统的控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前总电流、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述进气系统的期望进气流量误差以及期望进气压力误差，包括：
3.如权利要求2所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前氧气量消耗值、所述当前出口流量、所述期望转速以及所述响应时间确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
4.如权利要求3所述的电池进气系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述当前氧气量消耗值、所述期望转速、所述当前出口流量、所述响应时间、所述当前体积、所述当前温度以及所述当前压力确定所述期望进气流量误差以及所述期望进气压力误差，包括：
5.如权利要求4所述的电池进气系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘建明，留毅，李中华，顾利明，陆斌，姚海燕，史正方，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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