[發明專利]用于控制燃料電池系統的系統和方法

有效

• 申請號: 201210598994.2
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103682399B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 全淳一;權相旭
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/0438
• 分類號: H01M8/0438;H01M8/04537;H01M8/04746;B60L11/18;H01M8/04858;H01M8/04992
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種用于控制燃料電池系統的方法，所述方法包括以下步驟：

通過處理器，基于根據駕駛者需求轉矩計算的駕駛者需求電流，計算燃料電池需求電流；

通過所述處理器，基于所述燃料電池需求電流和空氣的目標化學計量比，計算待向燃料電池組供應的空氣的目標流速-1；

通過所述處理器，基于空氣流速和燃料電池電流，計算化學計量比；

通過所述處理器，使用所述目標化學計量比和計算的化學計量比補償所述目標流速-1，其中所述目標化學計量比根據燃料電池組的相對濕度值計算，并被設置成與所述相對濕度的增加成比例地增加，所述計算的化學計量比等于所述空氣流速除以所述燃料電池電流并乘以常數；以及

通過所述處理器，基于目標流速-2和當前測量的空氣量，計算鼓風機的每分鐘轉速命令值，并且基于計算出的每分鐘轉速命令值，控制所述鼓風機的操作，其中所述目標流速-2為補償的目標流速-1，

其中使用所述目標化學計量比補償所述目標流速-1的步驟包括：

計算空氣的計算化學計量比與所述目標化學計量比的化學計量比比率；

確定計算出的化學計量比比率是否為預定最小值與預定最大值之間的值；以及

如果所述化學計量比比率不是所述最小值與所述最大值之間的值時，將所述目標流速-1設置成目標流速-2而無需補償，并且如果所述化學計量比比率是所述最小值與所述最大值之間的值時，通過利用下式E1補償所述目標流速-1來計算所述目標流速-2：

E1：目標流速-2＝目標流速-1/(化學計量比比率×補償系數)。

2.根據權利要求1所述的方法，其中計算所述駕駛者需求電流的步驟包括：

基于與加速踏板的駕駛者操作相應的加速踏板信號和車輛行駛速度，計算駕駛者需求轉矩；

基于所述駕駛者需求轉矩、車輛速度、母線電壓以及電動機或逆變器的效率，計算駕駛者需求電流；以及

基于所述駕駛者需求電流計算最終燃料電池需求電流。

3.根據權利要求2所述的方法，其中基于所述駕駛者需求電流計算所述最終燃料電池需求電流的步驟包括：

基于所述駕駛者需求電流、車輛輔助需求電流、燃料電池系統配套設施需求電流和電池協助電流，計算燃料電池需求電流-1；以及

通過燃料電池補償電流來補償所述燃料電池需求電流-1，所述燃料電池補償電流包括燃料電池異常狀態用補償電流和燃料電池重新起動期間反應性控制用補償電流中的至少一個。

4.根據權利要求1所述的方法，其中將所述補償系數設置成基于所述化學計量比比率的值。

5.根據權利要求1所述的方法，還包括：

通過所述處理器，基于所述目標化學計量比和當前測量的空氣流速，計算基于空氣流速的燃料電池電流限制值；

通過所述處理器，將所述基于空氣流速的燃料電池電流限制值與最大燃料電池電流限制值之間的最小值確定為最終燃料電池限制值；以及

通過所述處理器，基于所述最終燃料電池限制值，限制燃料電池的電流輸出。

6.根根據權利要求5所述的方法，其中由所述空氣流速除以電流限制參考化學計量比所得的值，計算所述基于空氣流速的燃料電池電流限制值，所述電流限制參考化學計量比確定為所述目標化學計量比與預定偏移值之間的差值，并且所述偏移值設置成與所述目標化學計量比的增加成比例地增加并根據所述目標化學計量比而計算的值。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述目標化學計量比設置成與所述燃料電池組中的估計相對濕度值的增加成比例地增加并且根據所述燃料電池組中的估計相對濕度值而計算的值。