[發明專利]一種燃料電池系統的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201810241171.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110299547B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 宋宇琨;鐘華壽;陳駿;陳沛;余意;高婧
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04746
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

1.一種燃料電池系統的控制方法，其特征在于，應用于車輛控制器，包括：

若檢測到車輛運行于高原環境中，獲取當前環境壓力；

根據預先基于預設電堆陰極標準操作條件生成的高原環境運行策略，確定所述當前環境壓力所對應的目標電堆陰極空氣壓力范圍、目標電堆陽極氫氣壓力范圍、目標空壓機轉速范圍以及目標系統輸出功率范圍；

按照所述目標電堆陰極空氣壓力范圍、所述目標電堆陽極氫氣壓力范圍、所述目標空壓機轉速范圍以及所述目標系統輸出功率范圍控制所述燃料電池系統運行；

其中，預先基于預設電堆陰極標準操作條件生成高原環境運行策略的過程，包括：

根據預設電堆陰極標準操作條件，確定所述燃料電池系統在標定環境壓力中預設電流密度下的目標電堆空氣計量比；

依據所述預設電流密度和所述目標電堆空氣計量比，計算所述燃料電池系統的空氣需求流量；

基于所述空氣需求流量、預設空氣路流阻壓損量以及預設空氣路調壓閥流阻特性曲線，計算所述燃料電池系統的電堆陰極空氣壓力范圍；

根據所述電堆陰極空氣壓力范圍和預設陽極壓力偏置量，計算所述燃料電池系統的電堆陽極氫氣壓力范圍；

根據所述電堆陰極空氣壓力范圍和所述空氣需求流量，計算所述燃料電池系統在所述標定環境壓力下的空壓機轉速范圍；

根據所述空壓機轉速范圍、所述電堆陰極空氣壓力范圍、所述預設電流密度和用于表征電堆空氣入堆壓力以及電堆電壓之間關系的電堆特性曲線，計算所述燃料電池系統的系統輸出功率范圍。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述空氣需求流量、預設空氣路流阻壓損量以及預設空氣路調壓閥流阻特性曲線，計算所述燃料電池系統的電堆陰極空氣壓力范圍，包括：

基于所述空氣需求流量和空壓機的預設工作特性曲線，確定所述空壓機的最大壓比，所述預設工作特性曲線用于表征空氣流量與壓比之間的關系；

根據所述空壓機的最大壓比和預設空氣路流阻壓損量，計算所述燃料電池系統的電堆陰極最大空氣壓力；

依據所述空氣需求流量和預設空氣路調壓閥流阻特性曲線，計算所述燃料電池的電堆陰極最小空氣壓力；

利用所述電堆陰極最大空氣壓力和所述電堆陰極最小空氣壓力，確定所述燃料電池系統的電堆陰極空氣壓力范圍。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述空壓機轉速范圍、所述電堆陰極空氣壓力范圍、所述預設電流密度和用于表征電堆空氣入堆壓力以及電堆電壓之間關系的電堆特性曲線，計算所述燃料電池系統的系統輸出功率范圍，包括：

根據所述空壓機轉速范圍，計算所述燃料電池系統在所述標定環境壓力下的空壓機功耗范圍；

基于所述電堆陰極空氣壓力范圍和用于表征電堆空氣入堆壓力和電堆電壓之間關系的電堆特性曲線，計算所述燃料電池系統的電堆輸出電壓范圍；

依據所述電堆輸出電壓范圍、所述預設電流密度和所述空壓機功耗范圍，計算所述燃料電池系統的系統輸出功率范圍。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述目標電堆陰極空氣壓力范圍、所述目標電堆陽極氫氣壓力范圍、所述目標空壓機轉速范圍以及所述目標系統輸出功率范圍控制所述燃料電池系統運行，包括：

根據所述車輛的當前工況確定所述燃料電池系統的目標系統輸出功率；

依據所述目標系統輸出功率和所述目標系統輸出功率范圍，分別從所述目標電堆陰極空氣壓力范圍中確定目標電堆陰極空氣壓力、從所述目標電堆陽極氫氣壓力范圍中確定目標電堆陽極氫氣壓力以及從所述目標空壓機轉速范圍中確定目標空壓機轉速；

按照所述目標電堆陰極空氣壓力、所述目標電堆陽極氫氣壓力和所述目標空壓機轉速，控制所述燃料電池系統運行。