[發(fā)明專利]氫氣循環(huán)泵的破冰啟動的成功判定方法及破冰啟動裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310475203.5
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116498532A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳增峰;徐大炎;劉華健;王娟;董文宇
• 申請（專利權(quán)）人: 華澗新能源科技（上海）有限公司
• 主分類號: F04B49/02
• 分類號: F04B49/02;F04B49/06;F04B49/20;H02P21/14;H02P21/22;H02P21/34;H02P21/00
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張瑞瑩;李鏑的

本發(fā)明公開一種氫氣循環(huán)泵的破冰啟動的成功判定方法，其通過計算氫氣循環(huán)泵的電機(jī)的理論電壓值，并獲取電機(jī)的實際電壓值與電機(jī)的理論電壓值比較，以判定電機(jī)是否已成功啟動。其整體控制方法簡單，能夠提高破冰啟動的效率及成功與否的判定準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及氫氣循環(huán)泵的破冰啟動的成功判定方法及破冰啟動裝置。

背景技術(shù)

氫氣循環(huán)泵是燃料電池的核心部件，其用于給燃料電池的電堆供應(yīng)氫氣，氫氣循環(huán)泵的良好運(yùn)轉(zhuǎn)是燃料電池能良好工作的必要條件。

燃料電池被廣泛應(yīng)用于諸如新能源汽車等各種領(lǐng)域，這就使得其會在各種環(huán)境條件下工作。在極寒天氣中或在其他一些低溫環(huán)境下，燃料電池工作過程中所產(chǎn)生水份或水汽會在氫氣循環(huán)泵中凝結(jié)成冰，導(dǎo)致氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)子被凍住，使得氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動，進(jìn)而所述氫氣循環(huán)泵無法工作。為了解決這一情況，可以在氫氣循環(huán)泵外部加裝加熱裝置，通過加熱達(dá)到破冰效果，但這種結(jié)構(gòu)需要熱量傳遞，消耗時間長，也增加了破冰硬件成本。在不增加成本的情況下，一般通過軟件控制，例如轉(zhuǎn)速開環(huán)控制實現(xiàn)氫循環(huán)泵的破冰啟動。例如中國專利202210140928.4中提到一種氫氣循環(huán)泵的破冰啟動方法，其采用開環(huán)控制方法，根據(jù)定子頻率與定子電壓的線性關(guān)系，確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的定子電壓，通過對定子電壓進(jìn)行邏輯處理，從而控制氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)子根據(jù)交替輸出的第一破冰信號和第二破冰信號實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向的交替，開始除冰過程。在轉(zhuǎn)速開環(huán)情況下，有可能存在啟動無法成功啟動的情況，因此還需要通過控制軟件來進(jìn)行判定啟動是否成功。例如在前述專利中，是通過實時獲取轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速，然后通過其與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差異判斷是否破冰完成。具體而言，其通過采集達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的定子電壓時的定子電流，并結(jié)合所述定子電壓估算實際轉(zhuǎn)速。采用這種方式估算轉(zhuǎn)速，僅當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時才可得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果，然而在破冰的前期階段，轉(zhuǎn)速通常較低，這就使得采用這一方法進(jìn)行判斷時準(zhǔn)確率較低，因此可能造成誤判的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的部分或全部問題，本發(fā)明第一方面提供一種氫氣循環(huán)泵的破冰啟動的成功判定方法，包括：

計算所述氫氣循環(huán)泵的電機(jī)理論電壓值；以及

獲取電機(jī)的實際電壓值，并與所述電機(jī)的理論電壓值比較，以判定電機(jī)是否已成功啟動。

進(jìn)一步地，所述理論電機(jī)電壓值U_sT的計算包括：

其中，

U_dT＝R*i_d-w*L_q*i_q，為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，氫氣循環(huán)泵的電機(jī)定子電壓的d軸分量；以及

U_qT＝R*i_q+w(flux+L_d*i_d)，為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下，氫氣循環(huán)泵的電機(jī)定子電壓的q軸分量，其中，R為電樞電阻，i_d、i_q分別為預(yù)設(shè)的氫氣循環(huán)泵的電機(jī)定子電流的d軸及q軸分量，L_q為交軸同步電感，L_d為直軸同步電感，w為電機(jī)電角速度，以及flux為永磁磁鏈。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)電角速度w＝n_p*w_r，其中n_p為氫氣循環(huán)泵的電機(jī)極對數(shù)，以及w_r為預(yù)設(shè)的氫氣循環(huán)泵的電機(jī)機(jī)械角速度。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)的實際電壓值的獲取包括：

獲取所述電機(jī)的定子電流的d軸及q軸分量；以及

根據(jù)所述定子電流的d軸及q軸分量計算得到所述電機(jī)的實際電壓值。

進(jìn)一步地，獲取所述電機(jī)的定子電流的d軸及q軸分量包括：