CN112786924A - 一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，包括以下步骤：标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。通过台架标定数据查表及外界环境温度、湿度信息、上次关机时间及关机状态等，调整燃料电池系统开机吹扫时间及流量、流速等，确保燃料电池系统开机后是出于最佳状态。

Description

一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统
技术领域
本发明属于燃料电池汽车的燃料电池系统技术领域，具体地涉及一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统。
背景技术
燃料电池是一种不经过燃烧直接将化学能转化为电能的发电装置，可用作固定式发电站也可作为移动电源，作为车载电源，燃料一般为H2，氧化剂一般为空气。燃料电池系统虽然具有燃料加载快、续航里程长，无污染等优点，但目前燃料电池还处于发展的初期阶段，相对比较脆弱，燃料电池停机后若温度与含水量不能达到最佳状态，既会影响燃料电池下次启动，又会对燃料电池的使用寿命及性能造成一定的影响，故每次开关机时进行吹扫，是燃料电池开关机的必要流程。
燃料电池系统执行吹扫过程中需要整车供电，虽然整车做了下电延迟，但不可避免会存在未经过完整吹扫阶段而发生断电的情况，或者已经达到预设的关机吹扫结束点，但由于自身的原因未能及时结束关机流程。因此，如何保证由于整车原因未完全吹扫或者电堆自身情况未进行吹扫直接关机情况的存在或者吹扫时间较长，也不会对燃料电池系统的再次启动造成影响，是急需解决的问题。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法及系统，通过台架标定数据查表及外界环境温度、湿度信息、上次关机时间及关机状态等，调整燃料电池系统开机吹扫时间及流量、流速等，确保燃料电池系统开机后是出于最佳状态。
本发明的技术方案是：
一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，包括以下步骤：
S01：标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
S02：根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
S03：根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
优选的技术方案中，所述步骤S01中关机吹扫时间及开机吹扫时间的标定包括，根据燃料电池系统自身属性、外界环境参数、不同运行功率点及运行时间，标定关机吹扫时间T标；根据上次关机吹扫状态、吹扫时间和外界环境参数标定安全的开机吹扫时间T非标。
优选的技术方案中，所述步骤S02还包括，判断是否正常关机，若是，则关机吹扫状态记为0；否则，关机吹扫状态记为1。
优选的技术方案中，所述步骤S03中确定本次开机吹扫时间包括，根据外界环境参数确定本次开机吹扫时间T开，获取上一次关机吹扫状态及吹扫时间T关，若关机吹扫状态为0，则根据吹扫时间T开进行吹扫。
优选的技术方案中，若关机吹扫状态为1，比较上一次关机吹扫时间T关与上一次标定关机吹扫时间T标的大小：若吹扫时间T关> T标，缩短开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫；若吹扫时间T关< T标，延长开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫。
本发明还公开了一种燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，包括：
标定模块，标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
关机吹扫模块，根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
开机吹扫模块，根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
优选的技术方案中，所述标定模块中关机吹扫时间及开机吹扫时间的标定包括，根据燃料电池系统自身属性、外界环境参数、不同运行功率点及运行时间，标定关机吹扫时间T标；根据上次关机吹扫状态、吹扫时间和外界环境参数标定安全的开机吹扫时间T非标。
优选的技术方案中，所述关机吹扫模块还包括，判断是否正常关机，若是，则关机吹扫状态记为0；否则，关机吹扫状态记为1。
优选的技术方案中，所述开机吹扫模块中确定本次开机吹扫时间包括，根据外界环境参数确定本次开机吹扫时间T开，获取上一次关机吹扫状态及吹扫时间T关，若关机吹扫状态为0，则根据吹扫时间T开进行吹扫。
优选的技术方案中，若关机吹扫状态为1，比较上一次关机吹扫时间T关与上一次标定关机吹扫时间T标的大小：若吹扫时间T关> T标，缩短开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫；若吹扫时间T关< T标，延长开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过台架标定数据查表及外界环境温度、湿度信息、上次关机时间及关机状态等，调整燃料电池系统开机吹扫时间及流量、流速等，确保燃料电池系统开机后是出于最佳状态。
2、本发明可以保证由于整车原因未完全吹扫或者电堆自身情况未进行吹扫直接关机情况的存在或者吹扫时间较长，也不会对燃料电池系统的再次启动造成影响，避免开机故障的出现及对燃料电池性能造成损伤。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明燃料电池系统的开关机吹扫控制方法的流程图；
图2为本发明燃料电池系统关机吹扫逻辑图；
图3为本发明燃料电池系统开机吹扫逻辑图；
图4为本发明燃料电池系统的开关机吹扫控制系统的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例
本发明包括过程主要有：台架数据标定、状态及时间记录、数据提取及比较等。过程涉及燃料电池系统控制器、整车控制器等。
燃料电池控制器主要对台架标定数据进行存储、记录、比较、确定燃料电池系统开机时的吹扫时间等。
整车控制器主要是为燃料电池关机吹扫提供下电延迟、提供外界环境温度、湿度等信息。
如图1所示，一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，包括以下步骤：
S01：标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
S02：根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
S03：根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
步骤S01的标定可以通过台架标定。不同状态可以包括，燃料电池系统自身属性、外界环境参数、不同运行功率点及运行时间等等。
外界环境参数主要包括温度信息及湿度信息。
根据上次关机吹扫状态、吹扫时间和外界环境参数标定安全的开机吹扫时间T非标。
步骤S02还包括，判断是否正常关机，若是，则关机吹扫状态记为0；否则，关机吹扫状态记为1。
一较佳的实施例中，判断是否正常关机的方法可以为：若T关=T标，表示正常关机，若T关≠T标，表示非正常关机。
步骤S03中确定本次开机吹扫时间包括，根据外界环境参数确定本次开机吹扫时间T开，获取上一次关机吹扫状态及吹扫时间T关，若关机吹扫状态为0，则根据吹扫时间T开进行吹扫。
若关机吹扫状态为1，比较上一次关机吹扫时间T关与上一次标定关机吹扫时间T标的大小：若吹扫时间T关> T标，缩短开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫；若吹扫时间T关< T标，延长开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫。
一较佳的实施例中，具体的控制方法包括以下步骤：
步骤一：利用台架标定燃料电池系统关机前在不同运行功率、该功率运行时间及外界环境参数条件下合适的关机吹扫时间T标。根据上次关机时吹扫时间的长短，标定不会对燃料电池电堆性能造成影响的开机吹扫时间T非标；
步骤二：如图2所示，燃料电池控制器收到关机指令或因故障关机，根据此刻燃料电池运行的功率及此功率的运行时间，查表得出关机吹扫标定时间T标，执行关机吹扫流程，并将燃料电池关机吹扫状态置为1，记录吹扫时间T关。若正常完成关机吹扫，而且T关相等T标，则状态记为0，不能正常完成吹扫（强行结束吹扫状态或者直接下电，T关不等于T标），则状态仍为1，记录此次关机吹扫时间T关；
步骤三：如图3所示，整车上电，VCU给燃料电池开机指令，燃料电池控制器接收开机指令，并进入开机自检及吹扫流程，燃料电池控制器接收外界环境温度信息及湿度信息，根据温度、湿度信息给出此次吹扫时间(T开)，读取上次关机吹扫状态及时间T关，若燃料电池关机吹扫状态为0，则执行正常的开机流程，吹扫时间按T开进行；
步骤四：若燃料电池关机吹扫状态为1，比较上次关机吹扫时间T关与上次查表关机吹扫时间T标的大小：状态为1，且吹扫时间T关> T标，表明上次关机吹扫时间过长，则开机吹扫时间缩短，按标定的时间查表，选定此次开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫流程；状态为1，且吹扫时间T关< T标，表明上次关机时吹扫时间短，需适当延长开机吹扫时间，并按照时间查表，选定此次开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫流程。
另一实施例中，本发明涉及燃料电池系统控制器、整车控制器等。燃料电池控制器主要对台架标定数据进行存储、记录、比较、确定燃料电池系统开机时的吹扫时间等。
整车控制器主要是为燃料电池关机吹扫提供下电延迟、提供外界环境温度、湿度等信息。
如图4所示，一种燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，包括：
标定模块，标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
关机吹扫模块，根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
开机吹扫模块，根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
各模块具体的实现功能与上述实施例的方法相同，在此不再赘述。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01：标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
S02：根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
S03：根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，其特征在于，所述步骤S01中关机吹扫时间及开机吹扫时间的标定包括，根据燃料电池系统自身属性、外界环境参数、不同运行功率点及运行时间，标定关机吹扫时间T标；根据上次关机吹扫状态、吹扫时间和外界环境参数标定安全的开机吹扫时间T非标。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，其特征在于，所述步骤S02还包括，判断是否正常关机，若是，则关机吹扫状态记为0；否则，关机吹扫状态记为1。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，其特征在于，所述步骤S03中确定本次开机吹扫时间包括，根据外界环境参数确定本次开机吹扫时间T开，获取上一次关机吹扫状态及吹扫时间T关，若关机吹扫状态为0，则根据吹扫时间T开进行吹扫。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制方法，其特征在于，若关机吹扫状态为1，比较上一次关机吹扫时间T关与上一次标定关机吹扫时间T标的大小：若吹扫时间T关> T标，缩短开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫；若吹扫时间T关< T标，延长开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫。
6.一种燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，其特征在于，包括：
标定模块，标定燃料电池系统在不同状态下的关机吹扫时间及开机吹扫时间，得到关机吹扫时间表和开机吹扫时间表；
关机吹扫模块，根据燃料电池系统的状态，查关机吹扫时间表得到关机吹扫时间，进行吹扫，记录关机吹扫状态及吹扫时间；
开机吹扫模块，根据上一次关机吹扫状态、吹扫时间及外界环境参数，确定本次开机吹扫时间，进行吹扫。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，其特征在于，所述标定模块中关机吹扫时间及开机吹扫时间的标定包括，根据燃料电池系统自身属性、外界环境参数、不同运行功率点及运行时间，标定关机吹扫时间T标；根据上次关机吹扫状态、吹扫时间和外界环境参数标定安全的开机吹扫时间T非标。
8.根据权利要求6所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，其特征在于，所述关机吹扫模块还包括，判断是否正常关机，若是，则关机吹扫状态记为0；否则，关机吹扫状态记为1。
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，其特征在于，所述开机吹扫模块中确定本次开机吹扫时间包括，根据外界环境参数确定本次开机吹扫时间T开，获取上一次关机吹扫状态及吹扫时间T关，若关机吹扫状态为0，则根据吹扫时间T开进行吹扫。
10.根据权利要求9所述的燃料电池系统的开关机吹扫控制系统，其特征在于，若关机吹扫状态为1，比较上一次关机吹扫时间T关与上一次标定关机吹扫时间T标的大小：若吹扫时间T关> T标，缩短开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标1，并执行开机吹扫；若吹扫时间T关< T标，延长开机吹扫时间，查开机吹扫时间表得到开机吹扫时间T非标2，并执行开机吹扫。
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