[發明專利]氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法、系統及裝置

在審

• 申請號: 202211603997.0
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN115939466A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張彪;付玲;樊釗;李偉;劉延斌
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04746
• 分類號: H01M8/04746;H01M8/0438;H01M8/04992;H01M8/04089
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 封瑛

1.一種氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，包括：

實時獲取氫燃料電池系統中的空氣實際壓力和氫氣實際壓力；

根據所述空氣實際壓力，基于恒定壓差，確定所述氫燃料電池系統中的氫氣目標壓力，所述恒定壓差為預設的氫氣目標壓力與空氣實際壓力的壓差；

根據所述氫氣目標壓力和所述氫氣實際壓力，對所述氫燃料電池系統中的氫氣壓力進行控制。

2.根據權利要求1所述的氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，所述根據所述氫氣目標壓力和所述氫氣實際壓力，對所述氫燃料電池系統中的氫氣壓力進行控制，包括：

根據所述氫氣目標壓力和所述氫氣實際壓力，計算氫氣進氣閥開度，得到氫氣進氣閥開度值；

根據所述氫氣進氣閥開度值，對所述氫燃料電池系統中的氫氣壓力進行控制。

3.根據權利要求2所述的氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，所述根據所述氫氣目標壓力和所述氫氣實際壓力，計算氫氣進氣閥開度，得到氫氣進氣閥開度值，包括：

計算當前氫氣目標壓力與當前氫氣實際壓力之間的差值，所述當前氫氣目標壓力與當前氫氣實際壓力之間的差值的計算公式為：e()＝P_{Tgt_H2}-P_{Act_H2}；

根據所述當前氫氣目標壓力與當前氫氣實際壓力之間的差值，結合歷史氫氣目標壓力與歷史氫氣實際壓力之間的差值，采用PID算法計算氫氣進氣閥開度，得到氫氣進氣閥開度值，所述PID算法的表達式為：y(j)＝k_p*

其中，P_{Tgt_H2}為氫氣目標壓力，P_{Act_H2}為氫氣實際壓力，e()為當前氫氣目標壓力與當前氫氣實際壓力之間的差值，e(-1)為歷史氫氣目標壓力與歷史氫氣實際壓力之間的差值，y(j)為氫氣進氣閥開度值，k_p、k_i、k_d分別為可調參數，Δt為運行步長。

4.根據權利要求1所述的氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，還包括：

實時獲取氫燃料電池系統中的空氣需求壓力；

根據所述氫氣實際壓力，確定所述氫燃料電池系統中的空氣目標壓力限值；

根據所述空氣目標壓力限值和所述空氣需求壓力，確定空氣目標壓力；

根據所述空氣目標壓力，對所述氫燃料電池系統中的空氣壓力進行控制。

5.根據權利要求4所述的氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，所述實時獲取氫燃料電池系統中的空氣需求壓力，包括：

實時獲取氫燃料電池系統的系統目標負荷需求信息，并根據所述系統目標負荷需求信息，基于預置的燃料電池電堆推薦值，采用查表法或插值法，得到空氣需求壓力。

6.根據權利要求4所述的氫燃料電池系統中空氣和氫氣壓力控制方法，其特征在于，所述空氣目標壓力限值包括空氣目標壓力最大限值和空氣目標壓力最小限值；

所述根據所述氫氣實際壓力，確定所述氫燃料電池系統中的空氣目標壓力限值，包括：

根據所述氫氣實際壓力，采用預置的空氣目標壓力最大限值計算公式計算得到空氣目標壓力最大限值，所述空氣目標壓力最大限值計算公式為：P_AirMax＝_{Act_H2}+ΔP₂，其中，P_AirMax為空氣目標壓力最大值，P_{Act_H2}為氫氣實際壓力，ΔP₂為第一電堆安全壓差；

根據所述氫氣實際壓力，采用預置的空氣目標壓力最小限值計算公式計算得到空氣目標壓力最小限值，所述空氣目標壓力最小限值計算公式為：P_AirMin＝_{Act_H2}-ΔP₃，其中，P_AirMin為空氣目標壓力最小值，P_{Act_H2}為氫氣實際壓力，ΔP₃為第二電堆安全壓差。