[發明專利]電動汽車燃料電池氫氣壓力控制方法及電子設備

有效

• 申請號: 201910127383.1
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN109860670B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 韓利偉;魯連軍;于永濤
• 申請（專利權）人: 威馬智慧出行科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 任萬玲

本發明公開一種電動汽車燃料電池氫氣壓力控制方法及電子設備，方法包括：確定燃料電池功率需求，根據燃料電池功率需求，確定相應的電堆需求電流；根據所述電堆需求電流，確定對應的電堆入口處空氣路的目標空氣壓力、氫氣路與空氣路的目標壓差；調整電堆入口處空氣路的空氣壓力達到目標空氣壓力，并控制電堆入口處氫氣路的氫氣壓力與空氣路的空氣壓力的差值滿足所述目標壓差。本發明有效規避了燃料電池系統動態調節過程中壓差不穩定的情況，可有效提升燃料電池系統的使用壽命。

技術領域

本發明涉及汽車相關技術領域，特別是一種電動汽車燃料電池氫氣壓力控制方法及電子設備。

背景技術

氫氣燃料電池是一種將氫氣和空氣中的氧氣進行化學反應，并輸出電能的裝置。由于反應生成物只有水，氫氣燃料電池是一種高效無污染的發電裝置。

其中氫氣從高壓氫瓶通過減壓閥和比例閥，將高壓的氫氣調整到燃料電池需求的壓力，并從陽極進入燃料電池電堆。空氣通過過濾器、空壓機和加濕器，將空氣調整到適當壓力和濕度，并從陰極進入燃料電池電堆。

電堆陽極入口處的氫氣壓力和陰極入口處的空氣壓力需要根據電堆的輸出電流實時調整，且氫氣壓力需要高于空氣壓力，并將壓差保持在一定的閾值范圍內。氫氣入口處的壓力通過調整比例閥的開度進行調節，響應較快；空氣的壓力通過調整空壓機的轉速實現，響應較慢。由于氫氣路和空氣路對于響應的不一致性，在動態調節過程中氫氣與空氣的壓差可能會超出允許的范圍，影響燃料電池的壽命。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術對燃料電池氫氣與空氣的調節不合理的技術問題，提供一種電動汽車燃料電池氫氣壓力控制方法及電子設備。

本發明提供一種電動汽車燃料電池氫氣壓力控制方法，包括：

確定燃料電池功率需求，根據燃料電池功率需求，確定相應的電堆需求電流；

根據所述電堆需求電流，確定對應的電堆入口處空氣路的目標空氣壓力、氫氣路與空氣路的目標壓差；

調整電堆入口處空氣路的空氣壓力達到目標空氣壓力，并控制電堆入口處氫氣路的氫氣壓力與空氣路的空氣壓力的差值滿足所述目標壓差。

由于空氣路壓力響應較慢，氫氣路壓力響應較快。本發明提出了一種氫氣壓力動態跟隨空氣路壓力的控制方法，確保兩者壓差始終處于合理的閾值范圍，有效規避了燃料電池系統動態調節過程中壓差不穩定的情況，可有效提升燃料電池系統的使用壽命。

進一步的，所述控制電堆入口處氫氣路的氫氣壓力與空氣路的空氣壓力的差值滿足所述目標壓差，具體包括：

在調整電堆入口處空氣路的空氣壓力達到目標空氣壓力過程中，實時采集電堆空氣路入口處的空氣壓力作為實時空氣壓力；

根據所述目標壓差和所述實時空氣壓力，確定電堆氫氣路入口處的氫氣待調壓力；

調整電堆氫氣路入口處的氫氣壓力達到所述氫氣待調壓力。

本實施例通過跟蹤空氣路入口處的實時空氣壓力來調整氫氣路入口處的氫氣壓力，保證氫氣路入口處的氫氣壓力與空氣路入口處的實時空氣壓力實時保持目標壓差。

更進一步的，所述調整電堆氫氣路入口處的氫氣壓力達到所述氫氣待調壓力，具體包括：

實時采集電堆氫氣路入口處的氫氣壓力作為實時氫氣壓力，通過比例積分微分控制器調節電堆氫氣路入口的比例閥的開度信號，使得所述實時氫氣壓力達到所述氫氣待調壓力。

本實施例通過比例積分微分控制器對實時氫氣壓力進行調整，調整更為平滑。

進一步的，所述確定燃料電池功率需求，具體包括：

計算實時整車功率需求；