[發明專利]一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法和裝置在審
| 申請號： | 202210079920.1 | 申請日： | 2022-01-24 |
| 公開（公告）號： | CN114464848A | 公開（公告）日： | 2022-05-10 |
| 發明（設計）人： | 李晶;張力;明平文;訚耀保 | 申請（專利權）人： | 同濟大學 |
| 主分類號： | H01M8/04746 | 分類號： | H01M8/04746;H01M8/04089;H01M8/0438 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 陳源源 |
| 地址： | 200092 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 車載 系統 氫氣 流量 負載 匹配 控制 方法 裝置 | ||
1.一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法，供氫系統中包括輸氫管路，氫氣在輸氫管路中依次通過比例減壓閥和流量控制閥，并與氫氣循環泵循環的氫氣混合后輸入燃料電池電堆，其特征在于，包括以下步驟：
根據流量控制閥進出口壓力比值和流量控制閥出口的壓力，控制比例減壓閥的出口壓力；
根據比例減壓閥的出口壓力、流量控制閥出口的壓力和某一負載電流下的給定氫氣摩爾流量信號，控制流量控制閥的開度；
根據負載需求的燃料電池電堆電流大小，控制氫氣循環泵的轉速。
2.根據權利要求1所述的一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法，其特征在于，所述比例減壓閥的出口壓力的控制方法如下：
控制比例減壓閥的出口壓力的具體表達式如下：
其中，pre表示比例減壓閥的出口壓力，psm表示流量控制閥出口的壓力，K表示流量控制閥進出口壓力的期望比值。
3.根據權利要求1所述的一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法，其特征在于，所述流量控制閥的開度控制方法如下：
控制流量控制閥的開度的具體表達式如下：
其中，ux表示流量控制閥的開度，Amax表示節流口面積最大值，pre表示比例減壓閥的出口壓力，psm表示流量控制閥出口的壓力，表示給定氫氣摩爾流量信號，Rg表示氫氣的氣體常數；Cd表示流量控制閥閥口流量修正系數，與閥口結構有關；T表示溫度；k表示氫氣絕熱系數；M表示氫氣的摩爾質量。
4.根據權利要求3所述的一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法，其特征在于，所述給定氫氣摩爾流量信號通過帶前饋補償器的PID控制器根據燃料電池電堆期望陽極氣壓和燃料電池電堆實際陽極氣壓獲取。
5.根據權利要求1所述的一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制方法，其特征在于，所述氫氣循環泵的轉速的控制方法如下：
控制氫氣循環泵的轉速的具體表達式如下：
ωbl＝KblI+ωmin
其中，ωbl表示氫氣循環泵的轉速，I表示電堆電流；ωmin表示循環泵允許的最小轉速；Kbl表示比例系數。
6.一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制裝置，供氫系統中包括輸氫管路，氫氣在輸氫管路中依次通過比例減壓閥和流量控制閥，并與氫氣循環泵循環的氫氣混合后輸入燃料電池電堆，其特征在于，包括存儲器和處理器；所述存儲器，用于存儲計算機程序；所述處理器，用于當執行所述計算機程序時，實現以下方法：
根據流量控制閥進出口壓力比值和流量控制閥出口的壓力，控制比例減壓閥的出口壓力；
根據比例減壓閥的出口壓力、流量控制閥出口的壓力和某一負載電流下的給定氫氣摩爾流量信號，控制流量控制閥的開度；
根據負載需求的燃料電池電堆電流大小，控制氫氣循環泵的轉速。
7.根據權利要求6所述的一種車載供氫系統氫氣流量負載匹配控制裝置，其特征在于，所述比例減壓閥的出口壓力的控制方法如下：
控制比例減壓閥的出口壓力的具體表達式如下：
其中，pre表示比例減壓閥的出口壓力，psm表示流量控制閥出口的壓力，K表示流量控制閥進出口壓力的期望比值。
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