[發明專利]一種帶循環泵的燃料電池陽極壓強與流量自調節方法

有效

• 申請號: 201910392124.1
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110247081B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 何洪文;王亞雄;權盛偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04746
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種帶循環泵的燃料電池陽極壓強與流量自調節方法，其特征在于：燃料電池氫氣供應系統包括高壓儲氫罐、流量控制閥、供氣歧管、回流歧管、氫氣循環泵和燃料電池陽極流道；

所述流量控制閥控制高壓儲氫罐流入到供氣歧管中的氫氣流量；

所述供氣歧管一端連接所述流量控制閥和所述氫氣循環泵輸出端，所述供氣歧管輸另一端連接所述燃料電池陽極流道；

所述回流歧管兩端分別連接燃料電池陽極流道和氫氣循環泵輸入端；

壓強控制器控制流量控制閥的輸出流量，進而調節燃料電池陽極壓強，所述壓強控制器輸入燃料電池電流值、陽極壓強測量值和陽極壓強期望值，計算所述流量控制閥驅動電壓；

流量控制器調節氫氣循環泵的輸出流量，進而調節燃料電池陽極流量，所述流量控制器輸入燃料電池電流值、氫氣循環泵實際流量和氫氣循環泵期望流量，計算所述氫氣循環泵驅動電壓；

所述氫氣循環泵期望流量以流量控制閥的輸出流量作為參數，通過函數計算得到；所述流量控制器利用氫氣循環泵期望流量和氫氣循環泵實際流量的偏差和偏差率，根據流量模糊規則對流量控制器調節因子進行修正；所述壓強控制器利用陽極壓強期望值和陽極壓強測量值的偏差和偏差率，根據壓強模糊規則對壓強控制器調節因子進行修正；

所述壓強模糊規則和所述流量模糊規則的模糊蘊含關系算法采用Mamdani算法，所述壓強模糊規則和所述流量模糊規則對模糊量進行清晰化處理時采用面積中心法，選用三角形隸屬度函數作為所述壓強控制器和流量控制器的隸屬度函數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述燃料電池氫氣供應系統還包括排氫閥，所述排氫閥設置在回流歧管末端，定時排氣以維持氫氣供應系統中的氫氣濃度。

3.一種適用于權利要求1-2任一項的方法的控制電路，其特征在于：

包括MPC5554芯片、流量控制閥驅動電路、氫氣循環泵驅動電路、壓強傳感器和流量傳感器，MPC5554芯片通過模擬量I/O口與壓強傳感器和流量傳感器相連，MPC5554芯片通過數字I/O口輸出模擬電壓信號控制流量控制閥驅動電路和氫氣循環泵驅動電路。

4.一種如權利要求3所述的控制電路，其特征在于：

氫氣循環泵驅動電路包括IR2110驅動芯片和半橋式控制電路；

MPC5554芯片的第一和第二引腳輸出兩路相反的氫氣循環泵脈沖控制信號，分別與IR2110驅動芯片的兩個引腳相連，MPC5554芯片的第三和第四引腳輸出PWM控制信號連接半橋式控制電路的兩個IGBT元器件。

5.一種燃料電池，其特征在于使用如權利要求1-2任一項所述的方法或者如權利要求3-4任一項所述的控制電路。

6.一種車輛，其特征在于使用如權利要求1-2任一項所述的方法或者如權利要求3-4任一項所述的控制電路。