CN115566232A - 一种燃料电池氢喷控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池氢喷控制方法和系统；通过在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，获取氢喷占空比或计算氢气压力下降变化率，判断氢喷占空比与平均占空比相比是否超过预设值，超过预设值则输出前馈占空比；或判断氢气压力下降变化率的斜率是否满足要求，未满足则输出前馈占空比；能够解决氢气超压的问题，保证氢喷出口压力的稳定，可减小质子交换膜的两端压力波动的幅值，降低质子交换膜的机械损伤，减缓发动机衰减速率，延长发动机使用寿命；同时也可以通过氢气压力变化趋势也可以判定尾排阀液态水状态在，排出液态水后再输出氢喷前馈占空比，可以有效防止氢喷出口压力超压，保证氢气压力的稳。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池氢喷控制方法和系统。
背景技术
氢喷控制算法为了保证氢气侧压力的稳定，燃料电池氢气可认为为密闭腔室，当尾排阀开启时，氢气流量突然增加，导致氢气压力出现降低，PI算法是根据压力变化调整氢喷占空比，会出现调整滞后导致压力波动；为补充突然开启尾排阀导致的氢气流量损失，所以采用适宜的前馈量来补充可以保证氢气压力的稳定。
但在实际应用中发现氢喷经常出现超压等现象，导致氢气压力波动很大，分析原因为前馈输出时尾排阀处有液态水，导致前馈输出后，氢气腔体实际仍为封闭状态，输出的前馈量导致腔体内氢气压力升高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种氢喷出口压力的稳定的燃料电池氢喷控制方法和系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种燃料电池氢喷控制方法，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，获取氢喷占空比，判断氢喷占空比与平均占空比相比是否超过预设值，超过预设值则输出前馈占空比。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：
一种燃料电池氢喷控制系统，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，计算氢气压力下降变化率，判断氢气压力下降变化率的斜率是否满足要求，满足则输出前馈占空比。
本发明的有益效果在于：通过本申请的控制方法或系统，能够解决氢气超压的问题，保证氢喷出口压力的稳定，可减小质子交换膜的两端压力波动的幅值，降低质子交换膜的机械损伤，减缓发动机衰减速率，延长发动机使用寿命；同时也可以通过氢气压力变化趋势也可以判定尾排阀液态水状态在，排出液态水后再输出氢喷前馈占空比(PWM)，可以有效防止氢喷出口压力超压，保证氢气压力的稳。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种燃料电池氢喷控制方法的流程示意图；
图2为本发明具体实施方式的一种燃料电池氢喷控制系统的流程示意图；
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种燃料电池氢喷控制方法，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，获取氢喷占空比，判断氢喷占空比与平均占空比相比是否超过预设值，超过预设值则输出前馈占空比。
进一步的，所述氢喷运行状态下根据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节。
进一步的，在氢喷运行状态下且尾排阀处于关闭状态下，所述氢喷保持PI调节。
进一步的，氢喷占空比与平均占空比比较判断未超过预设值，则氢喷保持PI调节。
进一步的，输出前馈占空比后根据电堆实际压力对前馈占空比进行修正。
本方法的工作原理为：当尾排阀没有液态水时，氢喷占空比在尾排阀开启瞬间流量会突然增加，导致氢喷占空比出现快速增加补充氢气损耗；当尾排阀存在液态水时，尾排阀虽然开启，但由于液态水影响，实际氢气流量并没有增加，氢喷占空比并不增加，直到液态水排出后，氢气流量才会增加，氢喷占空比会有明显增加；通过识别氢喷占空比的变化趋势，判断尾排阀液态水状态，当排出液态水后再输出氢喷前馈占空比，可以有效防止氢喷出口压力超压，保证氢气压力的稳定。
请参照图2，一种燃料电池氢喷控制系统，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，计算氢气压力下降变化率，判断氢气压力下降变化率的斜率是否满足要求，未满足则输出前馈占空比。
进一步的，所述氢喷运行状态下根据据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节。
进一步的，在氢喷运行状态下且尾排阀处于关闭状态下，所述氢喷保持PI调节。
进一步的，若氢气压力下降变化率的斜率未满足要求，则氢喷保持PI调节。进一步的，输出前馈占空比后根据氢气压力对前馈占空比进行修正。
本系统的工作原理为：当尾排阀没有液态水时，氢喷占空比在尾排阀开启瞬间，流量会突然增加，导致氢气压力会出现明显下降趋势；当尾排阀存在液态水时，尾排阀虽然开启，但由于液态水影响，实际氢气流量并没有增加，氢气压力并不降低，直到液态水排出后，氢气流量才会增加，氢气压力会有明显降低；通过识别氢气压力的变化趋势，判断尾排阀液态水状态，当排出液态水后再输出氢喷前馈占空比，可以有效防止氢喷出口压力超压，保证氢气压力的稳定。
本申请的有益效果为：通过本申请的控制方法，能够解决氢气超压的问题，保证氢喷出口压力的稳定，可减小质子交换膜的两端压力波动的幅值，降低质子交换膜的机械损伤，减缓发动机衰减速率，延长发动机使用寿命；同时也可以通过氢气压力变化趋势也可以判定尾排阀液态水状态。
实施例一
请参照图1，一种燃料电池氢喷控制方法，包括
S1、判断氢喷是否处于运行状态；
S2、根据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节；
S3、判断尾排阀是否打开，未开启则保持PI调节；
S4、尾排阀打开后，计算氢喷占空比与尾排阀未开启时占空比的差值；
S5、判定是否超过设定值，未超过则暂不输出前馈占空比，继续PI调节；
S6、氢喷占空比超过设定值，输出前馈占空比；
S7、根据压力进行前馈占空比修正；
S8、当尾排阀关闭后，恢复PI调节；
S9、当氢喷关闭，停止输出。
实施例二
请参照图2，一种燃料电池氢喷控制系统，包括
S11、判断氢喷是否处于运行状态；
S12、根据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节；
S13、判断尾排阀是否打开，未开启则保持PI调节；
S14、尾排阀打开后，计算氢气压力下降变化率的斜率是否满足要求；
S15、如果不满足要求，则暂不输出前馈占空比，继续PI调节；
S16、满足要求，则输出前馈占空比；
S17、根据压力进行前馈占空比修正；
S18、当尾排阀关闭后，恢复PI调节；
S19、当氢喷关闭，停止输出。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种燃料电池氢喷控制方法，其特征在于，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，获取氢喷占空比，判断氢喷占空比与平均占空比相比是否超过预设值，超过预设值则输出前馈占空比。
2.根据权利要求1所述的燃料电池氢喷控制方法，其特征在于，所述氢喷运行状态下根据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节。
3.根据权利要求2所述的燃料电池氢喷控制方法，其特征在于，在氢喷运行状态下且尾排阀处于关闭状态下，所述氢喷保持PI调节。
4.根据权利要求2所述的燃料电池氢喷控制方法，其特征在于，氢喷占空比与平均占空比比较判断未超过预设值，则氢喷保持PI调节。
5.根据权利要求1所述的燃料电池氢喷控制方法，其特征在于，输出前馈占空比后根据电堆实际压力对前馈占空比进行修正。
6.一种燃料电池氢喷控制系统，其特征在于，包括
在氢喷运行状态下与尾排阀开启状态下，计算氢气压力下降变化率，判断氢气压力下降变化率的斜率是否满足要求，满足则输出前馈占空比。
7.根据权利要求1所述的燃料电池氢喷控制系统，其特征在于，所述氢喷运行状态下根据据目标压力及实际压力差值进行计算，对氢喷进行PI调节。
8.根据权利要求7所述的燃料电池氢喷控制系统，其特征在于，在氢喷运行状态下且尾排阀处于关闭状态下，所述氢喷保持PI调节。
9.根据权利要求7所述的燃料电池氢喷控制系统，其特征在于，若氢气压力下降变化率的斜率未满足要求，则氢喷保持PI调节。
10.根据权利要求1所述的燃料电池氢喷控制系统，其特征在于，输出前馈占空比后根据氢气压力对前馈占空比进行修正。
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202110747022.4A Pending CN115566232A (zh) | 2021-07-01 | 2021-07-01 | 一种燃料电池氢喷控制方法和系统 |
Country Status (1)
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2021
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