CN116470102A - 一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，包括：构建包含温度预估超前补偿器、双积分自耦PI控制器、辅助控制器和控制信号分配器的温控系统；获取电堆的输出功率、入口处冷却水的温度实测值、所处的环境温度和两组散热风扇的空气质量流速；将输出功率、温度实测值和空气质量流速输入温度预估超前补偿器以得到温度预估超前补偿值；将温度预估超前补偿值输入双积分自耦PI控制器以得到自耦PI控制力，将输出功率和环境温度输入辅助控制器以得到辅助控制力；将输出功率、温度预估超前补偿值、自耦PI控制力和辅助控制力输入控制信号分配器，得到两组电机驱动信号以调整两组散热风扇的运行状态。本发明可以实现电堆温度的稳态控制。
Description
技术领域
本发明涉及电堆控制技术领域，具体是涉及一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法。
背景技术
氢燃料电堆作为一种直接将化学能转换为电能的装置，其因清洁、无污染、能量效率高等优点，已成为国内外新能源应用的重要发展方向。氢燃料电堆在实际应用中存在负载动态变化、系统扰动、状态大时滞等复杂情况，由此引起的温度变化会影响氢燃料电堆的最大输出功率和使用寿命，对氢燃料电堆进行有效的温度控制是保证其高性能、长寿命运行的关键。将氢燃料电堆的工作温度控制在设定值的±3℃范围内，不仅可避免因过高温度造成质子交换膜的降解，而且也可避免较低温度会导致电池性能的衰减。
国内外学者通过开展相关研究之后也提出一些关于氢燃料电堆的温度控制方式，如比例-积分控制、状态反馈控制、分段预测负反馈控制、非线性前馈与线性二次型调节器反馈控制、广义预测控制等等。然而由于氢燃料电堆在实际运行过程中其温度随负载的波动表现出大范围的动态特性，再考虑到冷却水流经散热器需要相对较长的延迟时间，氢燃料电堆系统实际上是一个全工况大时滞系统，使得现有的控制方法面临巨大挑战性，控制效果较差。
发明内容
本发明提供一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明提供一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，所述大功率氢燃料电堆通过预先设置的两组散热风扇进行温度调节，所述方法包括：
构建所述大功率氢燃料电堆的温控系统，包括温度预估超前补偿器、双积分自耦PI控制器、辅助控制器和控制信号分配器；
获取所述大功率氢燃料电堆的输出功率、其入口处冷却水的温度实测值、其所处的环境温度以及所述两组散热风扇的空气质量流速；
通过所述温度预估超前补偿器对所述输出功率、所述温度实测值和所述空气质量流速进行解析，得到所述大功率氢燃料电堆的入口处冷却水的温度预估超前补偿值；
若所述温度预估超前补偿值满足预设条件，通过所述双积分自耦PI控制器对所述温度预估超前补偿值进行解析得到自耦PI控制力，同时通过所述辅助控制器对所述输出功率和所述环境温度进行解析得到辅助控制力；
通过所述控制信号分配器对所述输出功率、所述温度预估超前补偿值、所述自耦PI控制力和所述辅助控制力进行解析得到两组电机驱动信号；
利用所述两组电机驱动信号调整所述两组散热风扇的运行状态。
进一步地，所述方法还包括：
若所述温度预估超前补偿值不满足所述预设条件，通过所述控制信号分配器输出幅值为零的两组电机驱动信号；
利用所述幅值为零的两组电机驱动信号控制所述两组散热风扇停止运行。
进一步地，所述温度预估超前补偿器的数学模型为：
其中，Tm为无时滞下电堆入口处冷却水的温度预测值，wm为电堆预估升温率，且wm＝P0/140，P0为所述输出功率，b0为空气质量流速的控制系数，u为所述空气质量流速，Tp为无时滞下电堆入口处冷却水的温度预测补偿值，τ0为散热系统时滞，t为时间，Tm(t-τ0)为有时滞下电堆入口处冷却水的温度预测值，Tst为所述温度实测值，Tpa为所述温度预估超前补偿值，Tp(t-τ0)为有时滞下电堆入口处冷却水的温度预测补偿值。
进一步地，所述预设条件为：Tpa≥Tset-3，Tset为电堆入口处冷却水的温度设定值。
进一步地，所述双积分自耦PI控制器的运行过程包括：
确定所述温度设定值和所述温度预估超前补偿值之间的温度误差信号为：
e1＝Tset-Tpa；
根据设定的速度因子和所述温度误差信号，确定比例控制力为：
up＝-20zce1；
当P0<0.5Pm时，根据所述温度误差信号、所述速度因子和所述比例控制力，确定第一自耦PI控制力为：
当P0≥0.5Pm时，根据所述温度误差信号、所述速度因子和所述比例控制力，确定第二自耦PI控制力为：
其中，zc为速度因子，Pm为电堆额定功率，e01为第一积分结果，u1i为第一积分控制力，uαcpi1为第一自耦PI控制力，e02为第二积分结果，u2i为第二积分控制力，uacpi2为第二自耦PI控制力。
进一步地，所述辅助控制器的运行过程包括：
根据所述环境温度，确定环境辅助控制力为：
uat＝0.2(Ten-20)；
当P0<0.5Pm时，结合所述环境辅助控制力确定受环境和功率影响的第一辅助控制力为：
当P0≥0.5Pm时，结合所述环境辅助控制力确定受环境和功率影响的第二辅助控制力为：
其中，Ten为所述环境温度，uap1为第一功率辅助控制力，uac1为第一辅助控制力，uap2为第二功率辅助控制力，uac2为第二辅助控制力。
进一步地，所述控制信号分配器的运行过程包括：
当P0<0.5Pm时，根据所述第一自耦PI控制力和所述第一辅助控制力，确定两组电机驱动信号为：
PWM1＝uacpi1+uac1,PWM2＝0；
当P0≥0.5Pm时，根据所述第二自耦PI控制力和所述第二辅助控制力，确定两组电机驱动信号为：
PWM1＝uacpi2+uac2,PWM2＝uacpi2+uac2；
其中，PWM1为第一组散热风扇的电机驱动信号，PWM2为第二组散热风扇的电机驱动信号。
进一步地，所述控制信号分配器的运行过程还包括：
当P0<0.5Pm时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWM2＝0；
当P0≥0.5Pm时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWMmin≤PWM2≤PWMmax；
其中，PWMmin为单个散热风扇的最小电机驱动信号，PWMmax为单个散热风扇的最大电机驱动信号。
进一步地，所述控制信号分配器的运行过程还包括：
当所述输出功率和所述温度预估超前补偿值满足设定的突变条件时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWM1＝PWMmin,PWM2＝0；
所述突变条件为：
其中，P′0为所述控制信号分配器上一次接收的电堆输出功率。
进一步地，关于所述两组散热风扇的数量设置方式为：
将电堆额定功率与单个散热风扇可为电堆提供的散热功率的比值进行向上取整，得到散热风扇总数量；
根据所述散热风扇总数量，设置所述第一组散热风扇的数量与所述第二组散热风扇的数量相等。
本发明至少具有以下有益效果：利用温度预估超前补偿器可以解决因散热系统大时滞引起电堆温度输出反馈不及时的物理问题，进而辅助双积分自耦PI控制器实现对整个温控系统的精调。利用双积分自耦PI控制器可以解决积分饱和问题以及由此产生的系统超调与振荡问题。利用辅助控制器可以自适应电堆输出功率和环境温度的变化情况来实现对整个温控系统的粗调，有助于提高整个温控系统的响应速度和抗扰动能力。利用控制信号分配器可以实时决策出两组散热风扇所关联的两组驱动电机的运行状态，包括启停控制、信号限幅以及在特定突变条件下的提前减速控制等等，使得电堆温度可以保持在稳定范围内。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例中的一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的电堆输出功率的示意图；
图3是本发明实施例中的第一组散热风扇的电机驱动信号的示意图；
图4是本发明实施例中的第二组散热风扇的电机驱动信号的示意图；
图5是本发明实施例中的电堆入口处冷却水温度的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请的说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置不必限定于清楚列出的那些步骤或单元，而是可以包含没有清楚列出的对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。
首先，针对本发明中所涉及到的大功率氢燃料电堆，对其关联的热管理系统进行介绍如下：忽略所述热管理系统的热辐射问题和管道散热问题，所述热管理系统主要由大功率氢燃料电堆、水箱和散热器所组成的，并假设每个器件中的冷却水温度是均匀的，则每个器件的温度均可以采用集总参数法来表示。
其一，对所述大功率氢燃料电堆的内部温度动态变化进行展开分析如下：
根据能量守恒定律，建立所述大功率氢燃料电堆的第一温度动态模型为：
其中，mst为电堆质量，CPst为电堆比热容，Tsto为电堆出口处冷却水的温度(也可称为电堆温度)，Qtot为所述大功率氢燃料电堆内部发生电化学反应时所产生的总功率，Pst为负载消耗的电功率，Qcl为冷却水带走的热功率，Qgas为阴极气体和阳极气体带走的热功率，Qamb为系统热辐射；
由于循环冷却水是所述大功率氢燃料电堆的主要散热方式，约90％的余热是通过冷却水排出的，可以忽略所述系统热辐射Qamb和所述热功率Qgas所产生的影响，将所述第一温度动态模型进行简化得到：
式中：
将上述简化后的第一温度动态模型进行运算转换得到：
其中，ΔH为氢气的燃烧焓，n为所述大功率氢燃料电堆所包含的电池节数，Ist为电堆电流，F为法拉第常数且取值为96458，Vst为电堆电压，Wcl为冷却水的质量流速，CPcl为冷却水的比热容且取值为4200J/kg·℃，ΔTst为电堆温差，且ΔTst＝Tsto-Tst，Tst为电堆入口处冷却水的温度；
根据运算转换后的第一温度动态模型可知，利用水泵来控制所述冷却水的质量流速Wcl，可以实现调节所述电堆温差ΔTst达到设定值；但是由于电堆内水压的限制，所述热管理系统中的冷却水流速是有限的，冷却水流速的变化对电堆温度的影响也是有限的，通过水泵来控制冷却水的质量流速并不是所述热管理系统的主要散热方式，只能作为电堆温差的控制，而不能作为电堆温度的控制；因此，只有通过控制散热器上的散热风扇进行转速调整才是所述热管理系统的主要散热方式。
其二，对所述水箱的内部温度动态变化进行展开分析如下：
所述水箱在所述热管理系统中作为存储冷却水的容器，根据能量守恒定律建立所述水箱的第二温度动态模型为：
其中，mrv为水箱质量，CPrv为水箱比热容，Trv为水箱出口处冷却水的温度(也可称为水箱温度)，Tsto也可称为水箱入口处冷却水的温度，hrv为水箱自然热传导系数，Ten为环境温度；并且由于水箱材质老化会影响所述水箱自然热传导系数hrv，加之所述环境温度Ten也是一个时变量，将所述水箱温度Trv作为以所述电堆温度Tsto为中心的时变不确定变量，即Trv＝Tsto+drv，drv为由环境温度变化和水箱材质老化所引起的未知有界扰动。
其三，对所述散热器的内部温度动态变化进行展开分析如下：
所述散热器是所述热管理系统中最为重要的散热部件，其通过散热风扇将所述大功率氢燃料电堆内部发生电化学反应时所产生的大量热量散到周围环境中，这一过程主要涉及到冷却水与散热器之间的热量交换以及散热器与环境之间的热量交换，根据能量守恒定律建立所述散热器的第三温度动态模型为：
式中：
Tra,air＝(Tra+Trv)/2,Tra＝Tst；
将所述第三温度动态模型进行运算转换得到：
式中：
其中，mra为散热器质量，Tra为散热器温度，Wair为空气质量流速，CPair为空气比热容且取值为1010J/kg·℃，Tra,air为散热器出口的空气温度，b1为空气质量流速Wair的控制系数，并且由于所述环境温度Ten和所述电堆温差ΔTst均是时变参数，说明所述控制系数b1也是时变参数。
在实际运行过程中，所述大功率氢燃料电堆的温度随负载波动表现出大范围的动态特性，其升温速率通常在0.05℃/s～1.0℃/s范围内动态变化，其等效时间常数也在0.2s～4.0s范围内动态变化，再考虑到冷却水流经散热器需要相对较长的延迟时间(其与水流量和散热器容积有关)，说明所述热管理系统实际上是一个存在超大时滞的系统。此外，将所述大功率氢燃料电堆应用到某氢能重卡上时，当该氢能重卡在复杂工况路面上运行时，所述大功率氢燃料电堆的输出电流会在最小电流与额定电流之间反复切换，导致其升温速率存在很大的扰动，因此针对所述大功率氢燃料电堆的温控系统实际上是一类大扰动、大时滞、时变的复杂系统，使得现有控制理论方法面临巨大挑战。
其四，对运算转换后的第三温度动态模型进行等价映射处理，具体如下：
将所述大功率氢燃料电堆应用到某氢能重卡(最大牵引力为38380kg)上，测定所述大功率氢燃料电堆的各项相关参数为：Tset＝68℃、ΔTset＝10℃、mra＝2×31.2kg、-50℃≤Ten≤50℃，Tset为电堆入口处冷却水的温度设定值，ΔTset为电堆温差的设定值，将所述各项相关参数代入上述关于b1的关系表达式中，求解出b1的设定变化范围为-0.09℃/kg～-0.47℃/kg；
由于该氢能重卡共需使用两组散热风扇(即10个散热风扇)进行散热操作，并且每个散热风扇的最大空气质量流速为1.0kg/s，即所述两组散热风扇总共可达到的最大空气质量流速为Wair≤10kg/s，加上在开环情况下，所述大功率氢燃料电堆以额定功率运行时的温升速率在1.0℃/s左右，因此整个散热系统仅需要满足(即b1≤-1/Wair≤-0.1℃/kg)这一不等式条件时，即可有效控制电堆入口处冷却水的温度处在设定值附近的合理范围内。
设b1＝b0+Δb1，b0＝-0.1℃/kg，Δb1为因环境温度大范围变化引起的不确定性，定义一个有界的总扰动为：
再将运算转换后的第三温度动态模型等价映射为一个线性扰动系统为：
请参考图1，图1是本发明实施例提供的一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法的流程示意图，由于所述大功率氢燃料电堆的热管理系统内预先设置有两个散热器和两组散热风扇，并且每一个散热器上装载有一组散热风扇，通过改变所述两组散热风扇的转速，可以实现对所述大功率氢燃料电堆进行温度调节；基于此，所述方法包括如下：
步骤S100、构建大功率氢燃料电堆的温控系统，包括温度预估超前补偿器、双积分自耦PI控制器、辅助控制器和控制信号分配器；
步骤S200、获取所述大功率氢燃料电堆的输出功率、其入口处冷却水的温度实测值、其所处的环境温度以及所述两组散热风扇的空气质量流速；
步骤S300、通过所述温度预估超前补偿器对所述输出功率、所述温度实测值和所述空气质量流速进行解析，得到所述大功率氢燃料电堆的入口处冷却水的温度预估超前补偿值；
步骤S400、判断所述温度预估超前补偿值是否满足预设条件；若是，则执行步骤S500；若否，则跳转执行步骤S800；
步骤S500、通过所述双积分自耦PI控制器对所述温度预估超前补偿值进行解析得到自耦PI控制力，同时通过所述辅助控制器对所述输出功率和所述环境温度进行解析得到辅助控制力；
步骤S600、通过所述控制信号分配器对所述输出功率、所述温度预估超前补偿值、所述自耦PI控制力和所述辅助控制力进行解析得到两组电机驱动信号；
步骤S700、利用所述两组电机驱动信号调整所述两组散热风扇的运行状态；
步骤S800、通过所述控制信号分配器输出幅值为零的两组电机驱动信号；
步骤S900、利用所述幅值为零的两组电机驱动信号控制所述两组散热风扇停止运行。
在本发明实施例中，可以根据所述大功率氢燃料电堆的性能参数以及单个散热风扇的性能参数，确定所述两组散热风扇的设置数量，具体包括如下步骤：
(1)获取所述大功率氢燃料电堆的额定功率(以下称为电堆额定功率)以及单个散热风扇可为所述大功率氢燃料电堆提供的散热功率；
(2)将所述电堆额定功率与所述散热功率之间的比值进行向上取整，得到散热风扇总数量并记为M，且M为偶数；
(3)设置第一组散热风扇中所包含的散热风扇数量以及第二组散热风扇中所包含的散热风扇数量均为M/2。
在本发明实施例中，上述步骤S100中所提及到的所述温度预估超前补偿器的内部主要设置有温度预估器以及针对所述温度预估器提出的超前补偿器，具体如下：
由于所述大功率氢燃料电堆的散热系统是一个大时滞系统，其输出反馈不及时很容易引起所述温控系统出现严重超调与振荡的物理现象；为弥补这一物理现象，本发明实施例提出所述温度预估器来对电堆入口处冷却水的温度进行预估，所述温度预估器所采用的数学模型为：
其中，b0为空气质量流速的控制系数，且提前设定b0＝-0.1℃/kg，u为所述两组散热风扇的空气质量流速，其可由u＝(PWM1+PWM2)/18这一公式计算得到，PWM1为第一组散热风扇所采用的当前电机驱动信号，PWM2为第二组散热风扇所采用的当前电机驱动信号，wm为电堆预估升温率，其可由wm＝P0/140这一公式计算得到，P0为所述大功率氢燃料电堆的输出功率，其可由P0＝I0U0这一公式计算得到，U0为设置在电堆出口处的电压传感器所采集到的电堆输出电压，I0为设置在电堆出口处的电流传感器所采集到的电堆输出电流，Tm为在无时滞情况下的温度预测值，Tst为所述大功率氢燃料电堆入口处冷却水的温度实测值，其由设置在电堆入口处的温度传感器进行采集所得，Tm(t-τ0)为在有时滞情况下的温度预测值，t为时间，τ0为散热系统时滞，又可称为电堆输出的冷却水流经散热器所需要的延迟时间，可以通过开环测试方式来获取到，Tp为在无时滞情况下的温度预测补偿值；且参数Tm、参数Tm(t-τ0)和参数Tp均是指代所述大功率氢燃料电堆入口处冷却水的相关温度值。
需要说明的是，通过这一数学模型可以获取到在t-τ0时间下的有时滞温度预测值Tm(t-τ0)以及在当前时间t下的无时滞温度预测值Tm。
根据所述温度预估器所采用的数学模型可知，本发明实施例在搭建所述温度预估器时将电堆输出功率考虑在内，不仅可以有效补偿因时滞所带来的输出反馈不及时这一物理问题，即能够较大程度地降低电堆散热系统的大时滞影响，而且可以反映出电堆内部的动态变化趋势。
由于所述大功率氢燃料电堆的散热系统是一个大时滞系统，电堆温度的动态变化存在很大的惯性，并且从客观因素上无法获取到精确的电堆内部动态，本发明实施例在所述温度预估器的基础上作为进一步设计，提出所述超前补偿器来对电堆入口处冷却水的温度预测值进行超前补偿，所述超前补偿器所采用的数学模型为：
Tpa＝2Tp-Tp(t-τ0)；
其中，Tp(t-τ0)为在有时滞情况下的电堆入口处冷却水的温度预测补偿值，Tpa为电堆入口处冷却水的温度预估超前补偿值。
在本发明实施例中，上述步骤S100中所提及到的所述双积分自耦PI(Proportional-Integral)控制器主要用于负责对所述温控系统进行精细调节，并且其需要在所述温度预估超前补偿值Tpa达到技术人员事先提出的预设条件之后才能允许启动控制，所述预设条件为Tpa≥Tset-3，其中Tset为电堆入口处冷却水的温度设定值。
更为具体的，所述双积分自耦PI控制器的内部主要设置有误差求解器、比例控制器、第一积分控制器、第二积分控制器和自耦PI控制器，针对上述各个器件的实现功能作出说明如下：
所述误差求解器用于根据其内部事先存储好的所述温度设定值Tset以及所述温度预估超前补偿器所提供的所述温度预估超前补偿值Tpa，求解出温度误差信号为：
e1＝Tset-Tpa,|e1|≤3℃；
所述比例控制器用于根据其内部事先存储好的速度因子zc(其取值范围为zc∈[0.1,0.5])以及所述误差求解器所提供的所述温度误差信号e1，求解出比例控制力为：
up＝-20zce1；
所述第一积分控制器用于在判断出所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，根据其内部事先存储好的所述速度因子zc以及所述误差求解器所提供的所述温度误差信号e1，求解出第一积分控制力为：
所述第二积分控制器用于在判断出所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，根据其内部事先存储好的所述速度因子zc以及所述误差求解器所提供的所述温度误差信号e1，求解出第二积分控制力为：
所述自耦PI控制器用于在判断出所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，根据所述比例控制器所提供的所述比例控制力up以及所述第一积分控制器所提供的所述第一积分控制力u1i，求解出第一自耦PI控制力为：
uacpi1＝up+u1i；
所述自耦PI控制器还用于在判断出所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，根据所述比例控制器所提供的所述比例控制力up以及所述第二积分控制器所提供的所述第二积分控制力u2i，求解出第二自耦PI控制力为：
uacpi2＝up+u2i；
其中，Pm为所述电堆额定功率，并且Pm≥120kW，e01为对所述温度误差信号e1的第一积分结果，e02为对所述温度误差信号e1的第二积分结果。
需要说明的是，设置所述第一积分控制器和所述第二积分控制器的目的在于：在所述大功率氢燃料电堆处于小功率输出的情况下，电堆温升速率很慢，当所述两组散热风扇同时运行时，会使电堆温度呈现出快速下降的趋势，特别是由额定功率降低到小功率的情况，电堆温度会快速下降甚至超出合理的温控范围，为此需要根据所述输出功率P0的所属范围来决策出所述两组散热风扇的独立运行状态，其解决的关键问题在于设计两路独立的积分通道，消除大功率输出与小功率输出之间反复切换时因共用同一积分控制力所引起的积分饱和问题以及由此产生的大时滞系统的超调与振荡问题。
在本发明实施例中，上述步骤S100中所提及到的所述辅助控制器主要用于负责对所述温控系统进行超调以提高所述温控系统的响应速度和抗扰动能力，并且其需要在所述温度预估超前补偿值Tpa达到技术人员事先提出的预设条件之后才能允许启动控制，所述预设条件为Tpa≥Tset-3，其中Tset为电堆入口处冷却水的温度设定值。
更为具体的，所述辅助控制器的内部主要设置有环境辅助控制器、功率辅助控制器和综合辅助控制器，所述综合辅助控制器在运行过程中将考虑到环境因素和功率因素的双重影响，针对上述各个器件的实现功能作出说明如下：
所述环境辅助控制器用于根据外部温度传感器所采集到的环境温度Ten，求解出环境辅助控制力为：
uat＝0.2(Ten-20)；
所述功率辅助控制器用于在判断出所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，根据所述输出功率P0求解出第一功率辅助控制力为：
uap1＝0.5P0；
所述功率辅助控制器还用于在判断出所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，根据所述输出功率P0求解出第二功率辅助控制力为：
uap2＝0.25P0；
所述综合辅助控制器用于在判断出所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，根据所述环境辅助控制器所提供的所述环境辅助控制力uat以及所述功率辅助控制器所提供的所述第一功率辅助控制力uap1，求解出第一辅助控制力为：
uac1＝uap1+uat；
所述综合辅助控制器还用于在判断出所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，根据所述环境辅助控制器所提供的所述环境辅助控制力uat以及所述功率辅助控制器所提供的所述第二功率辅助控制力，求解出第二辅助控制力为：
uac2＝uap2+uat；
其中，所述环境辅助控制力uat中所关联的数值20指代的是环境温度标定值，所述环境温度Ten处于-50℃～50℃范围内。
需要说明的是，设置所述环境辅助控制器的目的在于：考虑到不同地域在不同季节下的环境温度相差很大，低温环境可达到接近-50℃，高温环境可达到接近50℃，此处根据所述环境温度Ten来生成相应的所述环境辅助控制力uat，可以实现对所述温控系统进行粗调修正，进一步减轻所述双积分自耦PI控制器的控制压力。
需要说明的是，设置所述功率辅助控制器的目的在于：考虑到电堆输出功率的大小可以定性地反映出电堆温升速率的大小，而且实时性好，可以有效地提高所述温控系统的响应速度，此处根据所述输出功率P0的所属范围来生成相应的功率辅助控制力，可以实现对所述温控系统进行粗调修正，进一步减轻所述双积分自耦PI控制器的控制压力。
在本发明实施例中，上述步骤S100中所提及到的所述控制信号分配器主要用于根据所述温度预估超前补偿值Tpa的所属范围以及所述输出功率P0的所属范围来生成用于控制所述两组散热风扇运行状态的对应两组电机驱动信号，具体分为四种情况如下：
第一种情况，所述控制信号分配器用于在判断出所述温度预估超前补偿值满足Tpa≥Tset-3这一条件、同时所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，根据所述辅助控制器所提供的所述第一辅助控制力uac1以及所述双积分自耦PI控制器所提供的所述第一自耦PI控制力uacpi1，生成两组电机驱动信号分别为：
PWM1＝uacpi1+uac1,PWM2＝0；
第二种情况，所述控制信号分配器用于在判断出所述温度预估超前补偿值满足Tpa≥Tset-3这一条件、同时所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，根据所述辅助控制器所提供的所述第二辅助控制力uac2以及所述双积分自耦PI控制器所提供的所述第二自耦PI控制力uacpi2，生成两组电机驱动信号分别为：
PWM1＝uacpi2+uac2,PWM2＝uacpi2+uac2；
第三种情况，所述控制信号分配器用于在判断出所述温度预估超前补偿值满足Tpa<Tset-3这一条件、同时所述输出功率满足P0<0.5Pm这一条件时，直接生成电机驱动信号分别为：
PWM1＝0,PWM2＝0；
第四种情况，所述控制信号分配器用于在判断出所述温度预估超前补偿值满足Tpa<Tset-3这一条件、同时所述输出功率满足P0≥0.5Pm这一条件时，直接生成电机驱动信号分别为：
PWM1＝0,PWM2＝0；
其中，PWM1为所述第一组散热风扇中包含的每一个散热风扇所需要的电机驱动信号，PWM2为所述第二组散热风扇中包含的每一个散热风扇所需要的电机驱动信号，并且电堆输出的冷却水优先流经所述第一组散热风扇所在位置处进行散热操作之后，再继续流经所述第二组散热风扇所在位置处进行散热操作。
根据上述第一种情况和上述第二种情况可知，基于所述温度预估超前补偿值满足Tpa≥Tset-3这一条件，当所述大功率氢燃料电堆处于小功率运行工况下时，仅需要启动所述第一组散热风扇运行，同时控制所述第二组散热风扇停机；而当所述大功率氢燃料电堆处于大功率运行工况下时，需要同时启动所述两组散热风扇以相同的转速运行；此处根据所述输出功率P0的所属范围来决策出所述两组散热风扇的运行状态，不仅能够解决小功率工况下电堆温升缓慢的问题，而且能够解决大功率下降扰动时电堆温度快速下降的问题。
根据上述第三种情况和上述第四种情况可知，基于所述温度预估超前补偿值满足Tpa<Tset-3这一条件，无论所述大功率氢燃料电堆是处于小功率运行工况下、或者是处于大功率运行工况下，需要同时控制所述两组散热风扇停机。
在本发明实施例中，所述控制信号分配器还用于对上述第一种情况所生成的所述两组电机驱动信号作出限幅处理后输出，具体包括如下步骤：
(1)调用技术人员预先设置好的突变条件，所述突变条件是作为判断所述大功率氢燃料电堆发生从大功率突变到更小功率的大扰动工况的依据，所述突变条件为：
(2)调用内部预先存储好的在上一次接收到的电堆输出功率P′0，再结合所述温度预估超前补偿值Tpa以及所述输出功率P0，判断是否满足所述突变条件；若满足，则执行步骤(3)；若不满足，则执行步骤(4)；
(3)当所述大功率氢燃料电堆处于大扰动工况下时，对所述两组电机驱动信号作出限幅处理为：
PWM1＝PWMmin,PWM2＝0；
(4)当所述大功率氢燃料电堆处于小功率运行工况下，对所述两组电机驱动信号作出限幅处理为：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWM2＝0；
其中，PWMmin为单个散热风扇的最小电机驱动信号，可控制所述单个散热风扇以最低转速运行，PWMmax为单个散热风扇的最大电机驱动信号，可控制所述单个散热风扇以最高转速运行。
需要说明的是，当所述大功率氢燃料电堆发生从大功率突变到小功率的大扰动工况时，通过执行上述步骤(3)可以强制要求所述第一组散热风扇提前以最低转速运行，旨在有效避免所述大功率氢燃料电堆在前期处于大功率运行工况下时因散热快速且因时滞影响所引起的电堆温度快速下降问题。
在本发明实施例中，所述控制信号分配器还用于对上述第二种情况所生成的所述两组电机驱动信号作出限幅处理后输出，具体如下：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWMmin≤PWM2≤PWMmax。
为了验证本发明所提出的一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法的有效性，以某公司的氢能重卡(最大牵引力为38380kg)为背景，将本发明所提出的温控系统应用到氢能重卡内部所搭载的大功率氢燃料电堆中进行仿真实验；由于大功率氢燃料电堆的额定功率为140kW，加上选用的单个散热风扇可为大功率氢燃料电堆提供的散热功率为15kW，需要提供10个散热风扇才可以最大程度地满足大功率氢燃料电堆的散热需求，此时设置第一组散热风扇包含5个散热风扇，以及设置第二组散热风扇包含5个散热风扇，同时设定单个散热风扇在工作状态下的电机驱动信号的最小幅值为18、最大幅值为90。
设置温控系统的部分相关参数为：Tset＝68℃、τ0＝4s、zc＝0.5，在仿真实验过程中的数据采样频率为10Hz，设定大功率氢燃料电堆的全功率运行工况如图2所示，可见在500s、1500s和4000s这三个时刻存在功率突变引起的大扰动工况；在针对这一全功率运行工况的仿真实验过程中，当大功率氢燃料电堆的入口处冷却水温度上升至65℃以上时，将本发明所提出的温控系统开始投入使用，此时全程记录温控系统输出的关于第一组散热风扇的控制结果(可参见图3)、温控系统输出的关于第二组散热风扇的控制结果(可参见图4)、以及温控系统监测到的关于大功率氢燃料电堆的实时温度变化情况(可参见图5)。
根据图3和图4可知，第一组散热风扇在全功率运行工况下一直处于工作状态，而第二组散热风扇只有在电堆输出功率大于70kW以上的运行工况下才会处于工作状态，并且两组散热风扇所对应的两组电机驱动信号的最大幅值均未超过90，完全符合本发明所提出的温控系统内部的具体限定。
根据图5可知，在全功率运行工况下电堆温度的稳态控制偏差小于0.02℃，并且温控系统开始投入使用之后在70s之内即可进入稳定跟踪控制状态，最大超调小于1.3℃，由此表明本发明所提出的温度复合控制方法具有良好的动态品质与稳态性能；此外，当大功率氢燃料电堆处于功率突变引起的大扰动工况下时，最大超调小于2.0℃，在40s之内即可恢复到稳定状态，并且超调1℃以上的持续时间小于12s，由此表明本发明所提出的温度复合控制方法具有良好的抗扰动鲁棒性。
此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法。其中，所述计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(RandomAcceSS Memory，随即存储器)、EPROM(EraSable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EraSable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是说，存储设备包括由设备(例如计算机、手机等)以可读的形式存储或传输信息的任何介质，可以是只读存储器、磁盘或光盘等。
尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。
Claims (10)
1.一种大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述大功率氢燃料电堆通过预先设置的两组散热风扇进行温度调节，所述方法包括：
构建所述大功率氢燃料电堆的温控系统，包括温度预估超前补偿器、双积分自耦PI控制器、辅助控制器和控制信号分配器；
获取所述大功率氢燃料电堆的输出功率、其入口处冷却水的温度实测值、其所处的环境温度以及所述两组散热风扇的空气质量流速；
通过所述温度预估超前补偿器对所述输出功率、所述温度实测值和所述空气质量流速进行解析，得到所述大功率氢燃料电堆的入口处冷却水的温度预估超前补偿值；
若所述温度预估超前补偿值满足预设条件，通过所述双积分自耦PI控制器对所述温度预估超前补偿值进行解析得到自耦PI控制力，同时通过所述辅助控制器对所述输出功率和所述环境温度进行解析得到辅助控制力；
通过所述控制信号分配器对所述输出功率、所述温度预估超前补偿值、所述自耦PI控制力和所述辅助控制力进行解析得到两组电机驱动信号；
利用所述两组电机驱动信号调整所述两组散热风扇的运行状态。
2.根据权利要求1所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述温度预估超前补偿值不满足所述预设条件，通过所述控制信号分配器输出幅值为零的两组电机驱动信号；
利用所述幅值为零的两组电机驱动信号控制所述两组散热风扇停止运行。
3.根据权利要求1所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述温度预估超前补偿器的数学模型为：
其中，Tm为无时滞下电堆入口处冷却水的温度预测值，wm为电堆预估升温率，且wm＝P0/140，P0为所述输出功率，b0为空气质量流速的控制系数，u为所述空气质量流速，Tp为无时滞下电堆入口处冷却水的温度预测补偿值，τ0为散热系统时滞，t为时间，Tm(t-τ0)为有时滞下电堆入口处冷却水的温度预测值，Tst为所述温度实测值，Tpa为所述温度预估超前补偿值，Tp(t-τ0)为有时滞下电堆入口处冷却水的温度预测补偿值。
4.根据权利要求3所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述预设条件为：Tpa≥Tset-3，Tset为电堆入口处冷却水的温度设定值。
5.根据权利要求4所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述双积分自耦PI控制器的运行过程包括：
确定所述温度设定值和所述温度预估超前补偿值之间的温度误差信号为：
e1＝Tset-Tpa；
根据设定的速度因子和所述温度误差信号，确定比例控制力为：
up＝-20zce1；
当P0<0.5Pm时，根据所述温度误差信号、所述速度因子和所述比例控制力，确定第一自耦PI控制力为：
当P0≥0.5Pm时，根据所述温度误差信号、所述速度因子和所述比例控制力，确定第二自耦PI控制力为：
其中，zc为速度因子，Pm为电堆额定功率，e01为第一积分结果，u1i为第一积分控制力，uacpi1为第一自耦PI控制力，e02为第二积分结果，u2i为第二积分控制力，uacpi2为第二自耦PI控制力。
6.根据权利要求5所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述辅助控制器的运行过程包括：
根据所述环境温度，确定环境辅助控制力为：
uat＝0.2(Ten-20)；
当P0<0.5Pm时，结合所述环境辅助控制力确定受环境和功率影响的第一辅助控制力为：
当P0≥0.5Pm时，结合所述环境辅助控制力确定受环境和功率影响的第二辅助控制力为：
其中，Ten为所述环境温度，uap1为第一功率辅助控制力，uac1为第一辅助控制力，uap2为第二功率辅助控制力，uac2为第二辅助控制力。
7.根据权利要求6所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述控制信号分配器的运行过程包括：
当P0<0.5Pm时，根据所述第一自耦PI控制力和所述第一辅助控制力，确定两组电机驱动信号为：
PWM1＝uacpi1+uac1,PWM2＝0；
当P0≥0.5Pm时，根据所述第二自耦PI控制力和所述第二辅助控制力，确定两组电机驱动信号为：
PWM1＝uacpi2+uac2,PWM2＝uacpi2+uac2；
其中，PWM1为第一组散热风扇的电机驱动信号，PWM2为第二组散热风扇的电机驱动信号。
8.根据权利要求7所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述控制信号分配器的运行过程还包括：
当P0<0.5Pm时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWM2＝0；
当P0≥0.5Pm时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWMmin≤PWM1≤PWMmax,PWMmin≤PWM2≤PWMmax；
其中，PWMmin为单个散热风扇的最小电机驱动信号，PWMmax为单个散热风扇的最大电机驱动信号。
9.根据权利要求8所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，所述控制信号分配器的运行过程还包括：
当所述输出功率和所述温度预估超前补偿值满足设定的突变条件时，对确定的两组电机驱动信号进行限幅处理为：
PWM1＝PWMmin,PWM2＝0；
所述突变条件为：
其中，P′0为所述控制信号分配器上一次接收的电堆输出功率。
10.根据权利要求1所述的大功率氢燃料电堆的温度复合控制方法，其特征在于，关于所述两组散热风扇的数量设置方式为：
将电堆额定功率与单个散热风扇可为电堆提供的散热功率的比值进行向上取整，得到散热风扇总数量；
根据所述散热风扇总数量，设置所述第一组散热风扇的数量与所述第二组散热风扇的数量相等。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1286145A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Delphi Technologies, Inc. | Feedforward parameter estimation for electric machines |
| US20120283849A1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Kureemun Ridwan | Sensor system having time lag compensation |
| CN108508743A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-09-07 | 曾喆昭 | 时滞系统的准pi预测控制新方法 |
| KR20190063313A (ko) * | 2017-11-29 | 2019-06-07 | 한국전력공사 | 오픈 캐소드 타입 연료전지의 팬 제어 장치 |
| CN111082107A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种热管理方法及相关装置 |
| CN112615031A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-06 | 海卓动力(青岛)能源科技有限公司 | 一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法 |
| CN114883613A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-08-09 | 长沙理工大学 | 一种氢燃料电堆温度控制的自耦比例-积分新方法 |
-
2023
- 2023-03-30 CN CN202310334352.XA patent/CN116470102B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1286145A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-26 | Delphi Technologies, Inc. | Feedforward parameter estimation for electric machines |
| US20120283849A1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Kureemun Ridwan | Sensor system having time lag compensation |
| KR20190063313A (ko) * | 2017-11-29 | 2019-06-07 | 한국전력공사 | 오픈 캐소드 타입 연료전지의 팬 제어 장치 |
| CN108508743A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-09-07 | 曾喆昭 | 时滞系统的准pi预测控制新方法 |
| CN111082107A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种热管理方法及相关装置 |
| CN112615031A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-06 | 海卓动力(青岛)能源科技有限公司 | 一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法 |
| US20220200027A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Haidriver (Qingdao) Energy Technology Co., Ltd | Temperature control method for vehicular proton exchange membrane fuel cell system |
| CN114883613A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-08-09 | 长沙理工大学 | 一种氢燃料电堆温度控制的自耦比例-积分新方法 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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