[發(fā)明專利]一種燃料電池發(fā)動機(jī)空氣供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211052236.0
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115332573A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾韜;肖龍;李煜;陳金銳;鄧承浩;張財(cái)志
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/0438;H01M8/04746;H01M8/04992
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種燃料電池發(fā)動機(jī)空氣供應(yīng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述方法具體為：

S1：基于燃料電池輸出電流的實(shí)際值I_act，獲得當(dāng)前燃料電池運(yùn)行電流下的空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量請求值和壓力請求值p_req，并經(jīng)過處理得到空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref和節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref；

S2：根據(jù)空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量實(shí)際值和壓力實(shí)際值p_act，獲取質(zhì)量流量控制誤差以及壓力控制誤差e_p；

S3：將質(zhì)量流量控制誤差以及壓力控制誤差e_p分別輸入質(zhì)量流量PID控制器和壓力PID控制器；

S4：將質(zhì)量流量PID控制器和壓力PID控制器的輸出值輸入解耦器中，獲得空壓機(jī)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值n_c和節(jié)氣門角度補(bǔ)償值θ_c；

S5：將空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref與空壓機(jī)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值n_c求和得到空壓機(jī)轉(zhuǎn)速請求值n_req，將節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref和節(jié)氣門角度補(bǔ)償值θ_c求和得到節(jié)氣門開度請求值θ_req，并將n_req和θ_req分別輸入到空壓機(jī)轉(zhuǎn)速控制回路和節(jié)氣門開度控制回路中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述S2中，若獲取質(zhì)量流量實(shí)際值的質(zhì)量流量傳感器失效，則令為0；若獲取壓力實(shí)際值的壓力傳感器失效，則令e_p為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述S4中的所述解耦器的解耦方法基于離散傳遞函數(shù)矩陣

所述離散傳遞函數(shù)矩陣根據(jù)以下方法得到：

根據(jù)下式得到傳遞函數(shù)矩陣：

將連續(xù)傳遞函數(shù)形式的傳遞函數(shù)矩陣進(jìn)行離散化處理；

其中：G₁₁(S)表示空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量相對于空壓機(jī)轉(zhuǎn)速階躍信號的一階傳遞函數(shù)；

G₂₁(S)表示空氣進(jìn)氣壓力相對于空壓機(jī)轉(zhuǎn)速階躍信號的一階傳遞函數(shù)；

G₁₂(S)表示空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量相對于節(jié)氣門開度階躍信號的一階傳遞函數(shù)；

G₂₂(S)表示空氣進(jìn)氣壓力相對于節(jié)氣門開度階躍信號的一階傳遞函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：獲取空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref的方法在于：

進(jìn)行試驗(yàn)測試，獲取選取不同空壓機(jī)轉(zhuǎn)速下的空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量和壓力的穩(wěn)態(tài)值作為有效值，得到第一測試數(shù)據(jù)矩陣，所述第一測試數(shù)據(jù)矩陣包括3列數(shù)據(jù)，分別表示空壓機(jī)轉(zhuǎn)速、空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量和空氣進(jìn)氣壓力；

以第一測試數(shù)據(jù)矩陣的三列數(shù)據(jù)分別為X軸、Y軸和Z軸的輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行曲面插值與擬合，得到空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref關(guān)于和p_req的2維前饋數(shù)據(jù)表，基于空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref關(guān)于和p_req的2維前饋數(shù)據(jù)表，獲得空壓機(jī)轉(zhuǎn)速前饋參考值n_ref。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref的獲取方法在于：

進(jìn)行試驗(yàn)測試，選取不同節(jié)氣門開度下的空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量和壓力的穩(wěn)態(tài)值作為有效值，得到第二測試數(shù)據(jù)矩陣，所述第二測試數(shù)據(jù)矩陣包括3列數(shù)據(jù)，分別為節(jié)氣門開度、空氣進(jìn)氣質(zhì)量流量和空氣進(jìn)氣壓力，以第二測試數(shù)據(jù)矩陣的三列數(shù)據(jù)分別為X軸、Y軸和Z軸的輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行曲面插值與擬合，得到節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref關(guān)于和p_req的2維前饋數(shù)據(jù)表，并基于節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref關(guān)于和p_req的2維前饋數(shù)據(jù)表，獲得節(jié)氣門開度前饋參考值θ_ref。