[發(fā)明專(zhuān)利]一種PEMFC電堆溫度控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011521032.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112635803B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海明;陳振國(guó);李晨;王軍;陳波;張振旺;王丙虎;李海海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中通客車(chē)控股股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04992
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04992;H01M8/04701;H01M8/0432;H01M8/04298
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發(fā)明公開(kāi)了一種PEMFC電堆溫度控制方法及系統(tǒng)，包括：獲取PEMFC電堆模型的伏安特性曲線，將不同電流值下的目標(biāo)最佳溫度作為初始溫度值；根據(jù)相鄰時(shí)刻PEMFC電堆出入口溫度相對(duì)于PEMFC電堆狀態(tài)變化的增益變化率以及目標(biāo)電流值調(diào)控PEMFC電堆模型的PID控制參數(shù)；根據(jù)PID控制參數(shù)和初始溫度值控制PEMFC電堆出入口溫度。采用模型預(yù)測(cè)控制方法與PID調(diào)參方法對(duì)PEMFC電堆出入口溫度的輸出值進(jìn)行精確控制，降低溫度的震蕩，解決溫度控制的滯后性，避免PEMFC電堆內(nèi)部出現(xiàn)短時(shí)高溫，提升溫度控制的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PEMFC電堆溫度控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

燃料電池技術(shù)作為一種新興的能源技術(shù)，日益受到全世界范圍內(nèi)的關(guān)注。其中質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC以其啟停速度快、功率密度高、加載響應(yīng)好、環(huán)保零排放等特點(diǎn)，在新能源交通工具、分布式發(fā)電站等方面得到推廣應(yīng)用。

然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在PEMFC控制技術(shù)中，尤其是溫度控制技術(shù)中，PEMFC長(zhǎng)時(shí)間使用，PEMFC電堆動(dòng)態(tài)加載大電流過(guò)程中，電堆內(nèi)部多余的熱量不能及時(shí)排出，造成PEMFC電堆內(nèi)部溫度急劇上升，若PEMFC電堆內(nèi)部溫度超出質(zhì)子交換膜的耐受能力，將會(huì)嚴(yán)重影響PEMFC的使用壽命；針對(duì)PEMFC電堆溫度控制方法，傳統(tǒng)的PEMFC燃料電池系統(tǒng)隨著大功率加載時(shí)溫度控制滯后，易出現(xiàn)出入口溫差過(guò)大的問(wèn)題，影響使用壽命，無(wú)法有效保證PEMFC系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種PEMFC電堆溫度控制方法及系統(tǒng)，采用模型預(yù)測(cè)控制方法與PID調(diào)參方法對(duì)PEMFC電堆出入口溫度的輸出值進(jìn)行精確控制，降低溫度的震蕩，解決溫度控制的滯后性，避免PEMFC電堆內(nèi)部出現(xiàn)短時(shí)高溫，提升溫度控制的實(shí)時(shí)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種PEMFC電堆溫度控制方法，包括：

獲取PEMFC電堆模型的伏安特性曲線，將不同電流值下的目標(biāo)最佳溫度作為初始溫度值；

根據(jù)相鄰時(shí)刻PEMFC電堆出入口溫度相對(duì)于PEMFC電堆狀態(tài)變化的增益變化率以及目標(biāo)電流值調(diào)控PEMFC電堆模型的PID控制參數(shù)；

根據(jù)PID控制參數(shù)和初始溫度值控制PEMFC電堆出入口溫度。

第二方面，本發(fā)明提供一種PEMFC電堆溫度控制系統(tǒng)，包括：

初始模塊，用于獲取PEMFC電堆模型的伏安特性曲線，將不同電流值下的目標(biāo)最佳溫度作為初始溫度值；

優(yōu)化模塊，用于根據(jù)相鄰時(shí)刻PEMFC電堆出入口溫度相對(duì)于PEMFC電堆狀態(tài)變化的增益變化率以及目標(biāo)電流值調(diào)控PEMFC電堆模型的PID控制參數(shù)；

控制模塊，用于根據(jù)PID控制參數(shù)和初始溫度值控制PEMFC電堆出入口溫度。

第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí)，完成第一方面所述的方法。

第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成第一方面所述的方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：