车载质子交换膜燃料电池阴极内部状态自适应估计方法技术

本发明专利技术提供了一种车载质子交换膜燃料电池阴极内部状态自适应估计方法，通过依次建立的燃料电池集总参数模型、基于嵌入式容积Kalman滤波器框架的状态预测模型以及提出的自适应噪声协方差匹配策略，实现了燃料电池系统内部不可测气体状态的精确预测，同时基于先验估计残差实现了算法参数的自适应调整，从而能够在系统模型失配情况下对PEMFC系统内部状态进行实时观测。相比采用其他状态观测器的现有技术，本发明专利技术显著提高了参数偏移情况下的状态估计效果，不仅可以有效提高非标称参数下对未知状态的估计精度和稳定性，也有利于为燃料电池系统控制提供必要支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于质子交换膜燃料电池控制与监测，具体涉及一种车载质子交换膜燃料电池阴极内部状态自适应估计方法。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，pemfc)是一个由反应物供给系统、水热管理系统和功率调节系统等子系统组成的复杂系统，当作为动力源在氢燃料电池汽车上使用时，其负载电流受复杂的行驶工况影响存在较为频繁的波动，这种情况也使得燃料电池内反应物供给控制的难度显著增加，反应物供给不足不仅会影响pemfc的输出性能，严重时还可能导致电池性能发生不可逆的退化。与供氢系统相比，阴极的空气由空气压缩机提供，具有较大的时间常数，因而在不少现有技术中均从空气供给系统方面入手来解决反应物充分供给的问题。

2、空气供给系统中的重要指标是氧气的化学计量比(oer)，该指标涉及阴极内的气体质量。然而，由于考虑到密封性和安全性，现有的反应物浓度检测技术还难以应用于真实的车辆系统，为此部分现有技术中针对pemfc内部状态采用了基于卡尔曼滤波(kf)的无传感器状态估计方式。然而，卡尔曼滤波自身的线性特性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.车载质子交换膜燃料电池阴极内部状态自适应估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中具体基于工程测试或理论计算方式获取空气供给系统中包括流道体积、背压阀截面积的结构特征参数，以及包括环境温度、压力及电堆温度的环境参数，基于台架试验获得包括空压机MAP图的组成部件静态特征；主要系统状态变量具体基于质量守恒方程、理想气体方程、电化学反应原理提炼，得到包括空压机转速ωcp、进气歧管气体压力psm、阴极流道氧气质量阴极流道氮气质量和排气歧管气体压力prm在内的五个系统状态变量，即进而构建五阶连续非线性状态方程。p>

3.如权利...

【技术特征摘要】

1.车载质子交换膜燃料电池阴极内部状态自适应估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中具体基于工程测试或理论计算方式获取空气供给系统中包括流道体积、背压阀截面积的结构特征参数，以及包括环境温度、压力及电堆温度的环境参数，基于台架试验获得包括空压机map图的组成部件静态特征；主要系统状态变量具体基于质量守恒方程、理想气体方程、电化学反应原理提炼，得到包括空压机转速ωcp、进气歧管气体压力psm、阴极流道氧气质量阴极流道氮气质量和排气歧管气体压力prm在内的五个系统状态变量，即进而构建五阶连续非线性状态方程。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤3中对所构建的五阶连续非线性状态方程具体四阶龙格库塔方法离散化，得到以下形式的离散系统状态方程：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤4中具体是在进气歧管和排气歧管中可安置温度压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳宏伟，何洪文，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：