[發明專利]一種燃料電池系統的空壓機轉速修正方法

有效

• 申請號: 202110034895.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112644343B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李艷;黃延楷;覃敏航;王兵杰;陳軍榮;何華東;葉遙立;毛正松;張松;林志強
• 申請（專利權）人: 廣西玉柴機器股份有限公司
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30
• 代理公司: 廣西曙光知識產權代理有限公司 45132
• 代理人: 吳子良

本發明公開一種燃料電池系統的空壓機轉速修正方法，通過當系統出現性能衰減后，根據整車控制器發送給系統需求輸出功率進行相應修正，并查詢系統需求輸出功率?空氣流量曲線、系統需求輸出功率?空氣壓力曲線，輸出需求空氣流量和需求空氣壓力調節空壓機轉速，通過修正空壓機轉速提高空氣流量和空氣壓力，使系統實際輸出功率與需求輸出功率一致。本發明通過提出修正系數最終實現修正空壓機轉速，解決燃料電池系統由于電堆衰減導致實際輸出功率與需求輸出功率偏差的問題，能夠提高配氣的控制精度，從而增加整車動力電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體是一種燃料電池系統的空壓機轉速修正方法。

背景技術

以動力電池作為主要驅動能源、燃料電池作為增程器的方案，基于燃料電池系統用作給整車動力電池充電，能夠大大延長電動汽車的續航能力，因此在現有燃料電池中作為較佳的應用方向。燃料電池系統通過識別整車動力電車的需求功率，而進行自身的功率輸出，從而通過空壓機轉速調節控制燃料反應。燃料電池系統的空壓機轉速主要是通過需求空氣流量與實際空氣流量偏差進行調節的，其次由于空氣流量和空氣壓力具有對應關系，所以空氣壓力在一定程度上也影響空壓機轉速，從而實現空氣流量、空氣壓力雙環控制空壓機轉速。

專利公開號“CN111180769A”公開了一種空壓機的防喘振控制方法及系統，通過根據燃料電池堆的需求功率指令以及理想發電性能計算得到燃料電池堆的期望流量值和期望壓力值；對期望流量值和期望壓力值進行非喘振限幅得到限幅流量值和限幅壓力值；輸入限幅流量值以及限幅壓力值至PI控制器控制空壓機氣體壓力，從而實現空壓機流量、壓力的雙環控制。

此外，專利公開號“CN110911721A”公開了一種燃料電池控制方法及燃料電池控制裝置，通過獲取燃料電池需求輸出功率和電堆陰極進出口壓力差值，根據需求輸出功率以及所述需求輸出功率與空壓機工作參數的對應值對空壓機進行控制，以使空氣供給量匹配所述需求輸出功率；并根據燃料電池電堆陰極進口壓力及達到所述需求的燃料電池輸出功率時，質子交換膜陰極側需要維持的壓力對背壓閥進行控制，以使燃料電池電堆陰極壓力滿足所述燃料電池質子交換膜的壓力平衡需求。

以上的技術中，隨著燃料電池系統運行時間的增加，燃料電池系統不可避免會出現性能衰減。由于上述技術均沒有考慮到燃料電池電堆性能會產生衰減，那么原有的空氣流量、空氣壓力將無法使系統實際輸出功率與需求輸出功率一致，導致修正空壓機轉速得到的空氣流量往往會出現偏差，從而導致配氣不均，加速整車電池衰減的現象。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種燃料電池系統的空壓機轉速修正方法，通過提出修正系數最終實現修正空壓機轉速，解決燃料電池系統由于電堆衰減導致實際輸出功率與需求輸出功率偏差的問題，能夠提高配氣的控制精度，從而增加整車動力電池的使用壽命。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

S1：當整車動力電池SOC下降到特定閾值時，獲取燃料電池系統的需求輸出功率P_A，并根據修正系數修正系統需求輸出功率P_B＝修正系數×P_A；

S2：根據修正后的需求輸出功率P_B，通過燃料電池系統需求輸出功率-空氣流量關系曲線、燃料電池系統需求輸出功率-空氣壓力關系曲線，得到需求空氣流量和需求空氣壓力；

S3：計算需求空氣流量和實際空氣流量偏差，然后進行PID調節處理，得到空壓機需求轉速V₁；

S4：根據需求空氣壓力和需求空氣流量，查閱需求空氣流量、需求空氣壓力、空壓機轉速關系MAP圖得到空壓機需求轉速V_2map，根據修正系數，計算空壓機需求轉速V₂＝修正系數×空壓機需求轉速V_2map；