CN112563544A - 燃料电池低电流下的压气机的控制方法和装置 - Google Patents

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CN112563544A CN202011456524.3A CN202011456524A CN112563544A CN 112563544 A CN112563544 A CN 112563544A CN 202011456524 A CN202011456524 A CN 202011456524A CN 112563544 A CN112563544 A CN 112563544A
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Abstract

本申请提供了一种燃料电池低电流下的压气机的控制方法，包括：获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机工作在运行区。还相应的提供了控制装置。本申请应用于燃料电池运行于低电流状态时，通过调节压气机转速和调节旁通阀与背压阀开度，实现了避免压气机喘振的前提下，尽量降低压气机转速以降低压气机功耗，从而提高低电流阶段的燃料电池的系统效率。

Description

燃料电池低电流下的压气机的控制方法和装置
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池低电流下的压气机的控制方法和装置。
背景技术
质子交换膜燃料电池系统是能将反应物化学能通过电化学方式直接转化为电能的装置，具备高效率与零排放等优点，被认为是实现未来汽车工业可持续发展的重要方向之一。
燃料电池系统效率主要由燃料电池电堆效率与以压气机功率为主的辅助系统功率决定，燃料电池电堆效率又受压气机提供空气的流量、压力与湿度等参数影响，即燃料电池系统的效率在一定程度上受压气机的运行工况影响。
因此，控制燃料电池系统压气机的运行工况为燃料电池电堆提供合适流量、压力与湿度进气的同时降低压气机功率，能提高燃料电池系统效率，尤其是当燃料电池系统进入怠速运行状态或小负荷运行状态时，而此时燃料电池系统工作于低电流阶段。
当燃料电池系统工作于低电流阶段时，其需求空气流量低，但由于燃料电池电堆流阻大，要求较高进气压力，导致目前主流的离心压气机运行在喘振区，缩减压气机使用寿命。虽然通过提高压气机转速增加进气压力与流量能够避免压气机喘振，但存在的技术问题是：这也将导致压气机功耗增加，电堆内膜湿润程度不足，最终使得燃料电池系统效率降低。
下面结合申请公开号为CN109424575A的中国专利申请，对上述技术问题进行说明：
申请公开号为CN109424575A的中国专利申请中，提出了一种带有旁通支路的燃料电池空气供给系统，以及相应的空气供给方法。
可以参考该专利申请的附图，该旁通支路的燃料电池空气供给系统的基本结构为：在空气旁通支路上设有从进口到出口单向流通的空气侧旁路电磁阀，旁通支路进口与压气机出口连通，旁通支路出口与尾排管路背压阀下游连通。
该专利申请同时提供了喘振区域与非喘振区域的分界图，其设置喘振线+10％的目的是，为了能够在到达喘振线+10％的左侧区域，但是未到达喘振线的左侧区域时，即在压气机快要进入到喘振区域时，就开始执行避免喘振的操作，进而能够尽早避免压气机进入喘振区域。
其供气供给的控制原理是：获取进气总流量、空压机的压比值和所述空压机的压力值；在预设喘振线上，查找所述压比值对应的所述进气总流量更正值；根据所述进气总流量和所述进气总流量更正值，判断所述空压机是否工作在预设喘振区域；当判断出所述空压机工作在预设喘振区域，根据所述进气总流量更正值和所述空压机的压力值，计算得到空压机转速和空气出口节气门开度；调节所述空压机的转速和空气出口节气门的开度，以使所述空压机工作在非预设喘振区域；同时，根据所述进气总流量和所述进气总流量更正值，计算得到支路流量；根据所述支路流量，调节空气侧旁路电磁阀的开度，以使支路空气排出，这样，输入到燃料电池中的空气量不会改变，保证了燃料电池提供的功率能够达到整车控制器规定的预设输出功率。
该方法中，当判断在预设喘振区时，要调节所述空压机的转速和空气出口节气门的开度，以使所述空压机退出预设喘振区域，且要保证燃料电池进气压力与流量，则需要提高压气机转速，如上所述，在燃料电池低电流阶段则会导致压气机功耗增加，使得燃料电池系统效率降低。
发明内容
鉴于现有技术的以上问题，本申请提供一种燃料电池低电流下的压气机的控制方法和装置，以在燃料电池低电流阶段降低压气机功耗，从而提升该低电流阶段的燃料电池的系统效率。
本申请提供的一种燃料电池低电流下的压气机的控制方法，包括：
A、获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；
B、根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；
C、将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机运行在运行区；
所述运行区位于喘振控制线与运行控制线中间的区域为；所述喘振控制线和运行控制线相对喘振线的喘振裕度分别为百分比的第一值和第二值，其中第一值小于第二值。
由上，可以逐步将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节转速过程中，在每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，最终获得满足使压气机运行在运行区下，避免压气机喘振的前提下的旁通阀开度和背压阀开度时的压气机的转速，该较低的转速可以降低功耗。
可选的，所述步骤A包括：
拟合燃料电池电堆15目标进气量下流阻-电流曲线f0；
计算燃料电池电堆15目标进气量-电流曲线f1；
拟合进气路需求压力-进气量曲线f2；
拟合压气机12喘振控制线上的压比-流量曲线f3与转速-压比曲线f4。
可选的，所述步骤B包括：
根据曲线f2与曲线f3的交汇处，得到临界压力pc，再根据所述曲线f4，确定临界转速nc；
根据曲线f1确定目标进气量，再根据目标进气量和曲线f2确定需求压力pr，根据pr和曲线f4确定下限转速n0。
可选的，步骤C所述转速的调节的步骤包括：根据二分法在临界转速nc与下限转速n0之间计算下一转速ne，据此进行转速的调节。
由上实现了压气机的转速的调节。
可选的，还包括：判断压气机最低转速nl是否小于计算的下一转速ne，若是则将气压机转速调节为下一转速ne，否则将压气机转速调节为最低转速n1。
可选的，步骤C所述每个转速下的所述调节旁通阀开度和背压阀开度的步骤包括：
C1、初始化旁通阀开度为0，背压阀开度为90度；
C2：增加旁通阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入下一步，否则进入步骤C6；
C3：判断旁通阀开度是否为90度，若是则进入下一步，否则返回步骤C2；
C4：减小背压阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入步骤C5，否则进入步骤C6；
C5：判断背压阀开度是否为0度若是则进入下一步，否则返回步骤C4；
C6：判断压气机是否工作在运行区，若是则结束调节，否则调节压气机进入下一转速。
由上，实现了压气机的每个转速下的旁通阀、背压阀的开度的调节。
本申请还提供了一种燃料电池低电流下的压气机的控制装置，包括：
获取单元，用于获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；
计算单元，用于根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；
控制单元，用于将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机运行在运行区。
本申请还提供了一种计算设备，包括：通信接口，至少一个处理器，以及至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器用于存储程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述计算设备实现上述任一所述的方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机实现上述任一所述的方法。
由上，本申请实现了燃料电池运行于怠速状态或小负荷状态的低电流状态时，在调节压气机转速和调节旁通阀与背压阀开度，避免压气机喘振的前提下，可尽量降低压气机转速以降低功耗。
另一方面，也通过控制电堆进气流量，保证内膜的湿润程度，同时实现了以尽可能高的进气压力以提高燃料电池系统效率。
本申请的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
以下参照附图来进一步说明本申请的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征，或是额外示出了对于本申请非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
图1为本申请实施例中一种燃料电池的结构示意图；
图2A为本申请实施例中离心压气机压比-流量MAP与进气路需求压力-进气量曲线(即电堆需求线)示意图；
图2B为本申请实施例中目标进气量下流阻-电流曲线示意图；
图2C为本申请实施例中目标进气量-电流曲线示意图；
图2D为本申请实施例中喘振控制线上转速-压比曲线示意图；
图3为本申请实施例中燃料电池低电流下的压气机的控制方法的流程图；
图4为本申请实施例中燃料电池低电流下的压气机的控制装置的示意图；
图5为本申请计算设备。
附图标记说明：
空滤10，流量计11，离心压气机12，中冷器13，加湿器14，燃料电池电堆15，背压阀16，旁通阀17，进堆压力传感器18，出堆压力传感器19，电堆电流传感器20，负载21。
具体实施方式
说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。
本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
为了准确地对本申请中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本申请，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义。
压气机喘振：压气机喘振是指气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的气流振荡现象。具体来说，当流经压气机的空气流量减小到一定程度，而使压气机运行工况点进入了喘振区时，压气机的工作进入不稳定状态，空气流量会忽大忽小，压力会时高时低，同时还可能会发生巨大的声响，使压气机机组伴随强烈的振动，甚至在极短的时间内造成压气机部件的严重损坏。
针对现有技术方案中燃料电池在低电流阶段压气机喘振与功耗的矛盾，本申请通过增加旁通气路，协调旁通阀与背压阀开度降低压气机转速并控制旁通流量，避免压气机喘振同时降低压气机功率；另一方面，也通过控制电堆进气流量，保证内膜的湿润程度；同时以尽可能高的进气压力以提高燃料电池系统效率。下面参照各个附图对本申请进行详细说明。
如图1所示，为本申请的燃料电池的结构示意图，具体如下：
其中，空气进入燃料电池的气体通道入口后，首先经气体通道入口处的空滤10进行过滤；
过滤后的空气经气体通道内的流量计11进行进气流量的测量；
然后，空气进入离心压气机12，由离心压气机12将进入的低压空气压缩至高压气体；旁通阀17设置在旁通气路中，旁通气路一端连接在压气机12与中冷器13之间，另一端连接在背压阀16之后，并连通装置用于排气的出口。旁通阀17能够通过调节开度改变压气机12出口到装置排气出口的流阻特性，以保证燃料电池电堆15的目标进气量；
离心压气机12还与中冷器13连通，压缩后的高压气体流经中冷器13，由中冷器13对压缩后的高压气体进行降温；
加湿器14内部具有间隔设置的两路通路，内部进行热交换，其中第一通路连通中冷器13出口和燃料电池电堆15气体入口，第二通路连通燃料电池电堆15气体出口和背压阀16。经中冷器13降温后的高压气体进入加湿器14内部第一通路后，由加湿器14增加进气湿度，再将气体送入燃料电池电堆15；其中，加湿器14第一通路的气体出口与燃料电池电堆15气体入口之间设置有进堆压力传感器18，用于测量燃料电池电堆15气体入口压力；燃料电池电堆15的气体出口与加湿器14的第二通路的气体回气口之间设置有出堆压力传感器19，用于测量燃料电池电堆气体出口压力。通过这两个压力传感器，可以比较当前电流下实际进气量与目标进气量的气压差大小。
燃料电池电堆15的正负电极的输出端连接负载21，为负载21供电。其中，在燃料电池电堆15向负载21的供电电路上，还设置有电堆电流传感器20，用于测量燃料电池电堆的输出电流。
还设置有一背压阀16，一端连接在装置排气出口，能够通过调节开度来改变中冷器13、加湿器14、燃料电池电堆15到背压阀16气路的流阻特性。
下面参照上述燃料电池的结构，对本申请的在燃料电池电堆低电流阶段降低压气机转速的思路进行详细说明。
其中，对于所述中冷器13、加湿器14、燃料电池电堆15以及背压阀16组成的气路，在背压阀16开度确定的情况下，所述气路具有特定的流阻特性，可通过实验或计算得到。优选地，可以进一步考虑燃料电池电堆15工作时阴极气体质量增加导致的气路阻力增量。
如图2中电堆需求线展示了实施例中目标进气量下燃料电池电堆15工作在最大电流(Imax)与最低电流(Imin)之间范围内中冷器13、加湿器14、燃料电池电堆15以及背压阀16开度为90时组成的气路的流阻特性。
同时，图2也展示了实施例中涉及到的压气机12的流量-压比MAP图。在喘振线左侧为压气机的喘振区，为了避免压气机在运行过程中发生喘振，一般控制压气机工作在远离喘振线的区域。在本实施例中，设计喘振控制线，要求压气机工作在喘振控制线上或其右侧。为方便描述，本实施例中所述喘振控制线与喘振线相比，在同样压比下喘振控制线对应的流量比喘振线的流量高10％(即10％喘振裕度，下文采用该种描述方法)。
此外，所述流量-压比MAP图还包括压气机12的等转速线与阻塞线。其中，等转速线展示了压气机12的最低转速nl，临界转速nc与某电流对应的电堆需求点“A1”对应的下限转速n0(下限转速n0是满足进气量需求、压气机12不发生喘振的最低可能转速)。最低转速nl为满足压气机12内气浮轴承正常工作的最低转速，由压气机12厂商指定。
显然，电堆需求线与喘振控制线不重合，存在交点，该交点记为临界点。临界点代表在背压阀16开度为90度时，压气机12工作在临界点对应的转速、压力与流量时，刚好能满足燃料电池电堆15在该电流，即临界电流Ic，下的进气要求。当燃料电池电堆15的电流小于临界电流Ic时，电堆需求线在喘振控制线左侧，意味着压气机12工作在该区域将存在喘振的现象。为避免压气机12发生喘振，在小于临界电流Ic的电流阶段，需要打开旁通阀16来调节压气机12出口到装置排气出口的流阻特性，使压气机跳出喘振区域。
在保证压气机12不发生喘振的情况下，为使燃料电池电堆15的进气压力尽可能高，需要控制压气机12工作在尽可能靠近喘振控制线右侧的区域。在本实施例中，设计运行控制线，其喘振裕度为15％。喘振控制线与运行控制线中间的区域为运行区。
在上述燃料电池电堆15的电堆需求线与压气机12的流量-压比MAP图分析基础上，可以分析出：通过控制旁通阀17与背压阀16开度，使压气机12在临界电流Ic之下的电流段工作在图2所示的运行区，且尽可能降低压气机12的转速，以提高系统效率。
如图2A所示，对于临界电流Ic之下的电流段，在本实施例中以点“A1”代表的电流以及对应的进气需求为例，其在喘振控制线上存在对应的点“A2”，点“A2”对应的转速记为下限转速n0，该转速是满足进气量需求、压气机12不发生喘振的最低可能转速(需要旁通阀17与背压阀16配合)。为保证压气机12的安全运行，实际转速需略大于该转速n0。
基于上面的分析，下面参见图3示出的流程图，同时参见图2A-图2D的示意图，对本申请提出的对低电流阶段的燃料电池压气机的控制方法进行详细描述，该方法包括以下步骤：
S100：拟合或计算燃料电池电堆15与压气机12特性曲线。该步骤包括下述内容：
拟合燃料电池电堆15目标进气量下流阻-电流曲线f0，图2B示出了拟合的该曲线f0的示意图；
计算燃料电池电堆15目标进气量-电流曲线f1，图2C示出了拟合的该曲线f0的示意图；
拟合进气路需求压力-进气量曲线(电堆需求线)f2，图2A中示出了拟合的曲线f2的示意图；
拟合压气机12喘振控制线上压比-流量曲线f3与转速-压比曲线f4。图2A中示出了拟合的曲线f3的示意图，图2D示出了拟合的曲线f4的示意图。
S200：计算临界转速nc与需求电流Ir对应的下限转速n0。具体地包括下述内容：
求解方程f2＝f3，即根据曲线f2与曲线f3的交汇处，得到临界压力(压比)pc，再根据pc和喘振控制线的转速-压比曲线f4(即方程f4)，确定临界转速nc；
根据电流Ir和目标进气量-电流曲线f1确定目标进气量，再根据目标进气量和进气路需求压力-进气量曲线f2确定需求压力pr，最后根据pr和喘振控制线的转速-压比曲线f4确定下限转速n0。
S300：确定需求电流Ir对应的压气机12转速、旁通阀17与背压阀16开度。具体地：
S301：以临界转速nc，旁通阀17开度为0，背压阀16开度为90度为起始状态，进入步骤S302；
S302：增加旁通阀17开度，进入步骤S303；
S303：通过进堆压力传感器18和出堆压力传感器19获取的压力值的差，来判断燃料电池电堆15进出口压差是否大于目标压差，若大于目标压差，则进入步骤S304；若否则进入步骤S308；
S304：判断旁通阀17开度是否为90度，若否则返回步骤S302，若是则进入步骤S305；
S305：减小背压阀16开度，进入步骤S306；
S306：通过进堆压力传感器18和出堆压力传感器19获取的压力值的差，来判断燃料电池电堆15进出口压差是否大于目标压差，若大于目标压差，若是则进入步骤S307，否则进入步骤S308；
S307：判断背压阀16开度是否为0度，若否则返回步骤S305，若是则进入步骤S308；
S308：判断压气机12是否工作在图3示出的运行区，若是则进入步骤S313，若否则进入步骤S309；
S309：根据二分法在图3示出的临界转速nc与下限转速n0之间计算下一转速ne，进入步骤S310；
S310:判断压气机12最低转速nl是否小于计算转速ne，若是则进入步骤S311，若否则进入步骤S312；
S311：降低压气机12转速为ne，先增大背压阀16开度到90度，再减小旁通阀17开度为0度，返回步骤S302；
S312：降低压气机12转速为nl，先增大背压阀16开度到90度，再减小旁通阀17开度为0度，返回步骤S302；
S313：此时的压气机12转速、旁通阀17与背压阀16开度，为确定出的满足需求低电流阶段的电流Ir对应的压气机12转速、旁通阀17与背压阀16开度，且此时压气机不会发生喘振。
由上，实现了燃料电池运行于怠速状态或小负荷状态的低电流状态时，通过调节压气机转速和调节旁通阀与背压阀开度，在避免压气机喘振的前提下，可尽量降低压气机转速以降低功耗，并提升燃料电池系统效率。
本申请还提供了一种燃料电池低电流下的压气机的控制装置，包括：
获取单元，用于获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；
计算单元，用于根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；
控制单元，用于将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机运行在运行区。
其中，获取单元具体用于：拟合燃料电池电堆15目标进气量下流阻-电流曲线f0；计算燃料电池电堆15目标进气量-电流曲线f1；拟合进气路需求压力-进气量曲线(电堆需求线)f2；拟合压气机12喘振控制线上压比-流量曲线f3与转速-压比曲线f4。
其中，计算单元具有用于：求解方程f2＝f3，得到临界压力pc，根据方程f4，获得临界转速nc；根据方程f1与f2，得到需求压力pr，根据方程f4，获得下限转速n0。
其中，控制单元中的所述转速的调节的步骤包括：根据二分法在临界转速nc与下限转速n0之间计算下一转速ne，据此进行转速的调节；判断压气机最低转速nl是否小于计算的下一转速ne，若是则将气压机转速调节为下一转速ne，否则将压气机转速调节为最低转速n1。
其中，控制单元中的所述每个转速下的所述调节旁通阀开度和背压阀开度的步骤包括：
初始化旁通阀开度为0，背压阀开度为90度；
增加旁通阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入下一步，否则进入步骤C6；
判断旁通阀开度是否为90度，若是则进入下一步，否则返回步骤C2；
减小背压阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入步骤C5，否则进入步骤C6；
判断背压阀开度是否为0度若是则进入下一步，否则返回步骤C4；
判断压气机是否工作在运行区，若是则结束调节，否则调节压气机进入下一转速。
图5是本申请实施例提供的一种计算设备1500的结构性示意性图。该计算设备1500包括：处理器1510、存储器1520、通信接口1530。
应理解，图5所示的计算设备1500中的通信接口1530可以用于与其他设备之间进行通信。
其中，该处理器1510可以与存储器1520连接。该存储器1520可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器1520可以是处理器1510内部的存储单元，也可以是与处理器1510独立的外部存储单元，还可以是包括处理器1510内部的存储单元和与处理器1510独立的外部存储单元的部件。
可选的，计算设备1500还可以包括总线。其中，存储器1520、通信接口1530可以通过总线与处理器1510连接。总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
应理解，在本申请实施例中，该处理器1510可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器1510采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。
该存储器1520可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器1510提供指令和数据。处理器1510的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器1510还可以存储设备类型的信息。
在计算设备1500运行时，所述处理器1510执行所述存储器1520中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
应理解，根据本申请实施例的计算设备1500可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备1500中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调节和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。

Claims (9)

1.一种燃料电池低电流下的压气机的控制方法，其特征在于，包括：
A、获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；
B、根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；
C、将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机运行在运行区；
所述运行区位于喘振控制线与运行控制线中间的区域；所述喘振控制线和运行控制线相对喘振线的喘振裕度分别为百分比的第一值和第二值，其中第一值小于第二值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
拟合燃料电池电堆15目标进气量下流阻-电流曲线f0；
计算燃料电池电堆15目标进气量-电流曲线f1；
拟合进气路需求压力-进气量曲线f2；
拟合压气机12喘振控制线上的压比-流量曲线f3与转速-压比曲线f4。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：
根据曲线f2与曲线f3的交汇处，得到临界压力pc，再根据所述曲线f4，确定临界转速nc；
根据曲线f1确定目标进气量，再根据目标进气量和曲线f2确定需求压力pr，根据pr和曲线f4确定下限转速n0。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤C所述转速的调节的步骤包括：
根据二分法在临界转速nc与下限转速n0之间计算下一转速ne，据此进行转速的调节。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
判断压气机最低转速nl是否小于计算的下一转速ne，若是则将气压机转速调节为下一转速ne，否则将压气机转速调节为最低转速n1。
6.根据权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于，步骤C所述每个转速下的所述调节旁通阀开度和背压阀开度的步骤包括：
C1、初始化旁通阀开度为0，背压阀开度为90度；
C2：增加旁通阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入下一步，否则进入步骤C6；
C3：判断旁通阀开度是否为90度，若是则进入下一步，否则返回步骤C2；
C4：减小背压阀开度，判断燃料电池电堆进出口压差是否大于目标压差，若是则进入步骤C5，否则进入步骤C6；
C5：判断背压阀开度是否为0度若是则进入下一步，否则返回步骤C4；
C6：判断压气机是否工作在运行区，若是则结束调节，否则调节压气机进入下一转速。
7.一种燃料电池低电流下的压气机的控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获得燃料电池电堆与压气机的特性曲线；
计算单元，用于根据所述特性曲线计算压气机的临界转速nc、需求电流Ir对应的下限转速n0；
控制单元，用于将压气机的转速从临界转速nc向下限转速n0进行调节，且在调节过程中的每个转速下，调节旁通阀开度和背压阀开度，且满足使压气机工作在运行区。
8.一种计算设备，其特征在于，包括：
通信接口，至少一个处理器，以及至少一个存储器，
其中，所述至少一个存储器用于存储程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述计算设备实现权利要求1至6任一所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机实现权利要求1至6任一所述的方法。
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