CN114976122A - 一种燃料电池反应气压力控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池反应气压力控制系统及方法,所述燃料电池反应气压力控制系统包括:开关阀、比例阀、泄压阀、压力传感器、控制器和燃料电池电堆模块,开关阀、比例阀、泄压阀、压力传感器和燃料电池电堆模块依次电连接,控制器分别与所述开关阀、比例阀、泄压阀、压力传感器和燃料电池电堆模块电连接,其中,控制器接收压力传感器的当前实际压力和所述料电池电堆模块的目标反应气压力,调节对开关阀、比例阀、泄压阀的控制信号。本发明实现在现有常用控制元器件的基础上,通过优化系统结构和控制方法,提高燃料电池反应气压力的控制精度和控制速度,保证控制系统的可靠性和耐久性。
Description
技术领域
本发明燃料电池控制技术领域,尤其涉及一种燃料电池反应气压力控制系统及方法。
背景技术
化石能源是人类长期使用的一种能源,但是其不可再生性和严重的环境污染问题制约着人类的社会经济发展。氢能作为一种清洁能源,逐渐走进人们的视线并引起广泛关注。燃料电池是氢能应用的一种关键设备,它将储存于反应气的化学能直接转化为电能,排放的是水,是一种高效零排放的转化装置,具有广阔的发展应用前景。
燃料电池的正常高效运行依赖于反应气的足量和稳定供给,而反应气的压力稳定控制又是其中的关键环节。目前对于燃料电池反应气的压力控制,多使用比例阀和喷射器。第一种,利用比例阀进行控制,采用PWM信号动态调节方法,对比例阀的动态性能和耐久性要求较高。例如用PWM信号动态调节比例阀,对比例阀的动态性能和可靠性要求较高。第二种,利用喷射器进行控制,系统结构复杂且成本较高。例如利用喷轨控制燃料电池阳极气体压力,喷轨上安装有多个喷射器喷头,通过控制开启喷射器的数量实现对气体压力的控制,为了提高系统的可靠性、避免多个喷射器喷头中的某一或几个因频繁使用造成过热烧毁,发明人还提出对以上多个喷射器喷头进行均衡调度的方法,因此硬件和软件结构都较复杂,实现难度较大。
此外,还有一些方案采用气体缓冲室的方式来提供稳定的气体压力,例如根据缓冲室气体压力的变化来动态调节缓冲室容积,减小或阻止压力变化,以提供稳定的气体压力,该方案结构复杂,缓冲室的容积变化速度往往跟不上气体的压力变化,难以达到预想的效果。因此,如何提高燃料电池反应气压力的控制精度和控制速度是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,有必要提供及一种燃料电池反应气压力控制系统及方法,用以克服现有技术中燃料电池反应气压力的控制精度不可靠,且控制速度低下的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种燃料电池反应气压力控制系统,包括:开关阀、比例阀、泄压阀、压力传感器、控制器和燃料电池电堆模块,所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀、所述压力传感器和所述燃料电池电堆模块依次电连接,所述控制器分别与所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀、所述压力传感器和所述燃料电池电堆模块电连接,其中,所述控制器接收所述压力传感器的当前实际压力和所述燃料电池电堆模块的目标反应气压力,对所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀的控制信号进行调节。
本发明还提供一种燃料电池反应气压力控制方法,基于如上所述的燃料电池反应气压力控制系统,所述方法包括:
获取设定的允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块监测到的目标反应气压力以及压力传感器监测到的当前实际压力;
根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号。
进一步地,所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号,包括:
判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内;
若在所述允许偏差的范围内,则控制开启所述泄压阀,且控制所述比例阀对应的比例控制信号不变;
在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
进一步地所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号,还包括:
若不在所述允许偏差的范围内,则根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力,确定比例阀修正量;
根据所述比例阀修正量,转化为比例阀对应的比例控制信号;
在间隔时间达到所述调节周期后,再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号。
进一步地,所述再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号,还包括:
若所述当前实际压力大于所述目标反应气压力,则开启所述泄压阀;
在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
进一步地,所述再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号,还包括:
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,则关闭所述开关阀,同时将所述比例阀对应的比例控制信号置为预设值;
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且未接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
进一步地,所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力,确定比例阀修正量,包括:
根据第一预设临界值、第二预设临界值和所述允许偏差,确定多个数值区间;
判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间;
根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定所述比例阀修正量。
进一步地,所述根据所述比例阀修正量,转化为比例阀对应的比例控制信号,包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间、所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
进一步地,所述根据所述第一误差对应所属的数值区间、所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号,包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定对应的所述比例阀修正量;
根据所述第一误差对应所属的数值区间,将所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号进行加运算/减运算,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
进一步地,所述数值范围包括第一范围至第七范围,所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间,包括:依次判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否满足所述第一范围至所述第七范围。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:在系统中,在比例阀和燃料电池电堆模块之间增加泄压阀,控制器接收燃料电池电堆模块的反应气压力的目标,接收压力传感器检测的当前实际压力的信号数据,计算出达到目标压力所需的控制量并转化为控制信号输出至开关阀、比例阀和泄压阀,其中,燃料电池电堆模块反应气的压力控制是通过泄压阀和比例阀组合控制的,避免了依靠单个比例阀控制压力的情况下,比例阀长期高频动态调节导致的耐久性问题,因此提高了系统的可靠性。在方法中,首先,对允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块监测到的目标反应气压力以及压力传感器监测到的当前实际压力进行有效的获取;然后,根据上述多种数据,控制器对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号进行调整,以此通过开关阀,尤其是泄压阀和比例阀的组合控制,降低了比例阀的调节频率,提高了控制系统耐久性和可靠性。综上,本发明控制系统结构简单,属于在常用控制元器件基础上的控制方法优化,在不增加成本的情况下优化控制效果,在比例阀和燃料电池电堆之间增加泄压阀,当反应气压力高时通过泄压阀进行调节,保证了燃料电池反应气压力的安全稳定,降低反应气压力的波动,且整体的控制方法简单易行,可操作性高,利用泄压阀和比例阀的组合控制,降低了比例阀的调节频率,提高了控制系统耐久性和可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的燃料电池反应气压力控制系统一实施例的结构示意图;
图2为本发明提供的燃料电池反应气压力控制方法一实施例的流程示意图;
图3为本发明提供的图2中步骤S202一实施例的流程示意图;
图4为本发明提供的图2中步骤S202另一实施例的流程示意图;
图5为本发明提供的图4中步骤S403一实施例的流程示意图;
图6为本发明提供的图4中步骤S402一实施例的流程示意图;
图7为本发明提供的实际控制效果一实施例的折线示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种燃料电池反应气压力控制系统及方法,通过优化系统结构和控制方法,在比例阀和燃料电池电堆模块之间增加泄压阀,并利用多种阀门的协同控制,为进一步高燃料电池反应气压力的控制精度和控制速度提供了新思路。
在实施例描述之前,对相关词语进行释义:
燃料电池:是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术;
燃料电池反应气压力:燃料电池在电化学反应过程中所需的反应气体的压力,其稳定供给影响着燃料电池的性能。
基于上述技术名词的描述,现有技术中,多使用比例阀和喷射器进行燃料电池反应气的压力控制,存在系统结构复杂且成本较高、速度缓慢等弊端。因而,本发明旨在提出一种高可靠性地进行燃料电池反应气压力控制的系统及其方法。
以下分别对具体实施例进行详细说明:
本发明实施例提供了一种燃料电池反应气压力控制系统,结合图1来看,图1为本发明提供的燃料电池反应气压力控制系统一实施例的结构示意图,包括开关阀101、比例阀102、泄压阀103、压力传感器104、控制器105和燃料电池电堆模块106,所述开关阀101、所述比例阀102、所述泄压阀103、所述压力传感器104和所述燃料电池电堆模块106依次电连接,所述控制器105分别与所述开关阀101、所述比例阀102、所述泄压阀103、所述压力传感器104和所述燃料电池电堆模块106电连接,其中,所述控制器105接收所述压力传感器104的当前实际压力和所述燃料电池电堆模块106的目标反应气压力,对所述开关阀101、所述比例阀102、所述泄压阀103的控制信号进行调节。
在本发明实施例中,在系统中,在比例阀和燃料电池电堆模块之间增加泄压阀,控制器接收燃料电池电堆模块的反应气压力的目标,接收压力传感器检测的当前实际压力的信号数据,计算出达到目标压力所需的控制量并转化为控制信号输出至开关阀、比例阀和泄压阀,其中,燃料电池电堆模块反应气的压力控制是通过泄压阀和比例阀组合控制的,避免了依靠单个比例阀控制压力的情况下,比例阀长期高频动态调节导致的耐久性问题,因此提高了系统的可靠性。
本发明实施例提供了一种燃料电池反应气压力控制方法,结合图2来看,图2为本发明提供的燃料电池反应气压力控制方法一实施例的流程示意图,基于如上所述的燃料电池反应气压力控制系统,包括步骤S201至步骤S202,其中:
在步骤S201中,获取设定的允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块106监测到的目标反应气压力以及压力传感器104监测到的当前实际压力;
在步骤S202中,根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号。
在本发明实施例中,在方法中,首先,对允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块监测到的目标反应气压力以及压力传感器监测到的当前实际压力进行有效的获取;然后,根据上述多种数据,控制器对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号进行调整,以此通过开关阀,尤其是泄压阀和比例阀的组合控制,降低了比例阀的调节频率,提高了控制系统耐久性和可靠性。
作为优选的实施例,结合图3来看,图3为本发明提供的图2中步骤S202一实施例的流程示意图,包括步骤S301至步骤S303,其中:
在步骤S301中,判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内;
在步骤S302中,若在所述允许偏差的范围内,则控制开启所述泄压阀,且控制所述比例阀对应的比例控制信号不变;
在步骤S303中,在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
在本发明实施例中,所述控制器判断反应气当前实际压力与目标反应气压力之间的第一误差的差值是否在所述允许偏差范围内,如在所述允许偏差范围内,则关闭此前打开的泄压阀103、比例阀102的控制信号不变,延时一个调节周期后继续判断回到步骤S301。
作为优选的实施例,结合图4来看,图4为本发明提供的图2中步骤S202另一实施例的流程示意图,包括步骤S401至步骤S403,其中:
在步骤S401中,若不在所述允许偏差的范围内,则根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力,确定比例阀修正量;
在步骤S402中,根据所述比例阀修正量,转化为比例阀对应的比例控制信号;
在步骤S403中,在间隔时间达到所述调节周期后,再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号。
在本发明实施例中,如超出允许偏差,根据反应气当前实际压力与目标反应气压力的关系,计算出比例阀修正量,转化为控制信号输出,同时将本次控制信号保存。
作为优选的实施例,结合图5来看,图5为本发明提供的图4中步骤S403一实施例的流程示意图,包括步骤S501至步骤S502,其中:
在步骤S501中,若所述当前实际压力大于所述目标反应气压力,则开启所述泄压阀;
在步骤S502中,在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
在本发明实施例中,判断当前实际压力与目标反应气压力之间的关系,如当前实际压力大于目标反应气压力,则打开泄压阀,延时一个调节周期T后继续返回至步骤S301,否则进入下一步骤。
作为优选的实施例,上述步骤S403还包括:
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,则关闭所述开关阀,同时将所述比例阀对应的比例控制信号置为预设值;
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且未接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
在本发明实施例中,如接收到所述燃料电池电堆模块106的供气关指令,则关闭所述开关阀101,同时所述比例阀102控制信号置0,否则继续返回至步骤S301。
作为优选的实施例,结合图6来看,图6为本发明提供的图4中步骤S402一实施例的流程示意图,包括步骤S601至步骤S603,其中:
在步骤S601中,根据第一预设临界值、第二预设临界值和所述允许偏差,确定多个数值区间;
在步骤S602中,判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间;
在步骤S603中,根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定所述比例阀修正量。
在本发明实施例中,根据反应气的当前实际压力与目标反应气压力的关系进行计算,计算二者的第一误差的差值,并将差值分为多个区间,当第一误差落在不同的区间时,分别对上一个所述调节周期的所述控制信号进行不同的修正,作为本调节周期的所述比例阀控制信号。
作为优选的实施例,上述比例控制信号的确定包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间、所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
在本发明实施例中,有效确定比例阀当前调节对应的比例控制信号。
作为优选的实施例,上述比例控制信号的确定具体包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定对应的所述比例阀修正量;
根据所述第一误差对应所属的数值区间,将所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号进行加运算/减运算,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
在本发明实施例中,有效根据比例阀修正量和比例阀上一次调节对应的比例控制信号进行加运算/减运算,确定比例阀当前调节对应的比例控制信号。
作为优选的实施例,上述数值范围包括第一范围至第七范围,所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间,包括:依次判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否满足所述第一范围至所述第七范围。
在本发明实施例中,设置多个数值范围,有效判断当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间。
下面一个具体的实施例,更好地说明本发明技术方案:
第一步,确定反应气压力控制允许偏差ΔP0和调节周期T;
第二步,燃料电池电堆模块106根据当前运行功率,将对应所需目标反应气压力Pgoal作为控制指令发送至所述控制器105;
第三步,控制器105接收到燃料电池电堆模块106的供气开指令后,打开所述开关阀1;
第四步,控制器判断反应气的当前实际压力Preal与所述目标反应气压力Pgoal的第一差值ΔP是否在允许偏差ΔP0范围内,如在允许偏差ΔP0范围内,则关闭此前打开的泄压阀103、比例阀的比例控制信号S不变,延时一个调节周期T后继续判断第四步,如超出允许偏差ΔP0范围,进入第五步;
第五步,控制器105根据反应气的当前实际压力Preal与目标反应气压力Pgoal的关系,计算出比例阀修正量,转化为比例控制信号S输出,同时将本次的比例控制信号保存为S′;
第六步,延时一个调节周期T后,控制器判断当前实际压力Preal与目标反应气压力Pgoal的关系,如当前实际压力Preal大于目标反应气压力Pgoal,则打开泄压阀,延时一个调节周期T后继续第四步,否则进入第七步;
第七步,控制器105如接收到所述燃料电池电堆模块106的供气关指令,则关闭所述开关阀101,同时所述比例阀控制信号的比例控制信号S置0,否则继续第四步。
其中,第五步中的所述比例阀控制信号计算方法,根据当前实际压力Preal与目标反应气压力Pgoal的关系进行计算,计算二者的第一差值ΔP,并将第一差值分为7个区间,当当前实际压力Preal与目标反应气压力Pgoal的第一差值ΔP落在不同的区间时,分别对上一个所述调节周期的所述比例控制信号S进行不同的修正,作为本调节周期的所述比例阀的比例控制信号S;
其中,上述第一差值ΔP表示为ΔP=Pgoal-Preal,对应的7个区间具体如下:
(1)-ΔP0≤ΔP≤ΔP0,所述比例阀的比例控制信号S=S′;
(2)-ΔP1≤ΔP≤-ΔP0,所述比例阀的比例控制信号S=S-ΔS1;
(3)-ΔP2≤ΔP≤-ΔP1,所述比例阀的比例控制信号S=S-ΔS2;
(4)ΔP≤-ΔP2,所述比例阀的比例控制信号S=S-ΔS3;
(5)ΔP0≤ΔP≤ΔP1,所述比例阀的比例控制信号S=S+ΔS1;
(6)ΔP1≤ΔP≤ΔP2,所述比例阀的比例控制信号S=S+ΔS2;
(7)ΔP2≤ΔP,所述比例阀的比例控制信号S=S+ΔS3;
上式中,ΔP0为允许偏差,ΔP1和ΔP2为偏差判断的两个临界值,ΔS1、ΔS2和ΔS3为比例阀控制信号修正值,以上参数均根据所述燃料电池电堆模块6的实际情况确定;
其中,根据实际测试结果,在取以下值的情况下,反应气的压力控制效果可达到预期要求,如下表1所示:
表1
参数 | 取值 | 参数 | 取值 |
ΔP0 | 0.3kPa | ΔS1 | 0.1% |
ΔP1 | 2kPa | ΔS1 | 0.5% |
ΔP2 | 5kPa | ΔS3 | 1.0% |
T | 100ms |
其中,结合图7来看,图7为本发明提供的实际控制效果一实施例的折线示意图,根据以上控制方法,实际测试的压力控制效果如图7所示,其中,折线为目标值,离散线为实际值,预设允许偏差0.3KPa,实际控制效果达到预期要求。
可以看出,根据以上方法,燃料电池电堆模块反应气的压力控制是通过泄压阀和比例阀组合控制的,避免了依靠单个比例阀控制压力的情况下,比例阀长期高频动态调节导致的耐久性问题,因此提高了系统的可靠性。同时,以上均为常规控制元器件,本发明具有较高的实用性和经济性。
本发明公开了一种燃料电池反应气压力控制系统及方法,在系统中,在比例阀和燃料电池电堆模块之间增加泄压阀,控制器接收燃料电池电堆模块的反应气压力的目标,接收压力传感器检测的当前实际压力的信号数据,计算出达到目标压力所需的控制量并转化为控制信号输出至开关阀、比例阀和泄压阀,其中,燃料电池电堆模块反应气的压力控制是通过泄压阀和比例阀组合控制的,避免了依靠单个比例阀控制压力的情况下,比例阀长期高频动态调节导致的耐久性问题,因此提高了系统的可靠性。在方法中,首先,对允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块监测到的目标反应气压力以及压力传感器监测到的当前实际压力进行有效的获取;然后,根据上述多种数据,控制器对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号进行调整,以此通过开关阀,尤其是泄压阀和比例阀的组合控制,降低了比例阀的调节频率,提高了控制系统耐久性和可靠性。
本发明技术方案,控制系统结构简单,属于在常用控制元器件基础上的控制方法优化,在不增加成本的情况下优化控制效果,在比例阀和燃料电池电堆之间增加泄压阀,当反应气压力高时通过泄压阀进行调节,保证了燃料电池反应气压力的安全稳定,降低反应气压力的波动,且整体的控制方法简单易行,可操作性高,利用泄压阀和比例阀的组合控制,降低了比例阀的调节频率,提高了控制系统耐久性和可靠性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池反应气压力控制系统,其特征在于,包括:开关阀、比例阀、泄压阀、压力传感器、控制器和燃料电池电堆模块,所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀、所述压力传感器和所述燃料电池电堆模块依次电连接,所述控制器分别与所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀、所述压力传感器和所述燃料电池电堆模块电连接,其中,所述控制器接收所述压力传感器的当前实际压力和所述燃料电池电堆模块的目标反应气压力,对所述开关阀、所述比例阀、所述泄压阀的控制信号进行调节。
2.一种燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,基于权利要求1所述的燃料电池反应气压力控制系统,所述方法包括:
获取设定的允许偏差、调节周期、燃料电池电堆模块监测到的目标反应气压力以及压力传感器监测到的当前实际压力;
根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号。
3.根据权利要求2所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号,包括:
判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内;
若在所述允许偏差的范围内,则控制开启所述泄压阀,且控制所述比例阀对应的比例控制信号不变;
在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
4.根据权利要求3所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力、所述允许偏差和所述调节周期,调节对开关阀、比例阀和泄压阀的控制信号,还包括:
若不在所述允许偏差的范围内,则根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力,确定比例阀修正量;
根据所述比例阀修正量,转化为比例阀对应的比例控制信号;
在间隔时间达到所述调节周期后,再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号。
5.根据权利要求4所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号,还包括:
若所述当前实际压力大于所述目标反应气压力,则开启所述泄压阀;
在间隔时间达到所述调节周期后,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
6.根据权利要求5所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述再次根据所述当前实际压力和所述目标反应气压力,调节对所述开关阀、所述比例阀和所述泄压阀的控制信号,还包括:
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,则关闭所述开关阀,同时将所述比例阀对应的比例控制信号置为预设值;
若所述当前实际压力小于或等于所述目标反应气压力,且未接收到燃料电池电堆模块发出的供气关闭指令,重新返回至所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否在所述允许偏差的范围内的步骤。
7.根据权利要求4所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述根据所述当前实际压力、所述目标反应气压力,确定比例阀修正量,包括:
根据第一预设临界值、第二预设临界值和所述允许偏差,确定多个数值区间;
判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间;
根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定所述比例阀修正量。
8.根据权利要求4所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述根据所述比例阀修正量,转化为比例阀对应的比例控制信号,包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间、所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
9.根据权利要求4所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述根据所述第一误差对应所属的数值区间、所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号,包括:
根据所述第一误差对应所属的数值区间,确定对应的所述比例阀修正量;
根据所述第一误差对应所属的数值区间,将所述比例阀修正量和所述比例阀上一次调节对应的比例控制信号进行加运算/减运算,确定所述比例阀当前调节对应的比例控制信号。
10.根据权利要求7所述的燃料电池反应气压力控制方法,其特征在于,所述数值范围包括第一范围至第七范围,所述判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差对应所属的数值区间,包括:依次判断所述当前实际压力、所述目标反应气压力之间的第一误差是否满足所述第一范围至所述第七范围。
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