CN116682997A - 燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备 - Google Patents

燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备，该方法包括：获取燃料电池发动机的至少一个特征功率点及特征功率点对应的多组排氢关联参数；根据多组排氢关联参数建立开度补偿表，开度补偿表为任一特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；获取燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数；根据实际运行参数对开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值；根据目标开度补偿值对调压阀的输出开度进行闭环调节。本发明基于发动机在不同功率点，不同低压供电电压和供氢压力下的调压阀开度建立开度补偿表，查表确定调压阀的目标开度补偿值，有效保证氢气压力稳定性，提高发动机运行稳定性。

Description

燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备
技术领域
本发明涉及燃料电池控制技术领域，尤其涉及一种燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell，简称FC)发动机是一种利用氢气和氧气反应，产生电能的装置，包括电堆、空气供应系统、氢气供应系统、水热管理系统、电控系统等。燃料电池控制器(Fuel-cell Control Unit，简称FCU)是燃料电池发动机的核心控制部件，主要作用是根据软件的控制逻辑输出控制参数，控制燃料电池发动机和执行器工作。
氢气供给系统一般设有排氢阀和调压电磁阀，用于调节燃料电池堆入口氢气的流量和压力，实现氢气的循环利用。在燃料电池发动机运行过程中，需要定期开启排氢阀进行脉冲排氢，以提高阳极氢气浓度。在脉冲排氢时，通过标定发动机在不同功率点调压电磁阀的开度补偿值来维持氢气压力稳定。该开度补偿值是在固定的调压电磁阀供电电压及供氢压力下标定的。
现有技术存在以下问题：调压电磁阀会因供氢压力及供电电压不同导致比例阀开度差异，现有的开度补偿值标定方法无法适应不同的供电电压和供氢压力。在较低的供电电压下，调压电磁阀开度会变小，排氢阀打开时已标定的开度补偿值不足，调压电磁阀PID输出开度增大，导致排氢阀关闭瞬间氢气入堆压力上升较快，调压电磁阀PID输出开度骤降，引起氢气入堆压力振荡，使得发动机限功率运行或触发故障停机，影响发动机运行的稳定性。
发明内容
本发明提供了一种燃料电池发动机供氢系统控制方法、装置和电子设备，以解决现有的供氢系统的调压电磁阀开度补偿值设置不合理，导致氢气路压力波动，影响发动机运行的问题，有效提高氢气入堆压力稳定性。
根据本发明的一方面，提供了一种燃料电池发动机供氢系统控制方法，所述供氢系统设有排氢阀和调压阀，所述方法包括：获取所述燃料电池发动机的至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数；其中，所述排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，所述开度补偿表为在任一所述特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；获取所述燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数，所述实际运行参数包括实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压；根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值；在执行排氢控制时，根据所述目标开度补偿值对所述调压阀的输出开度进行闭环调节。
可选地，所述根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，包括：获取初始补偿MAP表，所述初始补偿MAP表为以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的MAP表；根据所述多组排氢关联参数对所述初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为所述开度补偿表。
可选地，所述获取初始补偿MAP表，包括：获取所述燃料电池发动机在至少两个预设功率点的测试数据或者历史运行数据；根据所述测试数据或者所述历史运行数据进行曲线拟合，建立所述初始补偿MAP表。
可选地，所述根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值，包括：对所述实际需求功率与所述特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的所述开度补偿表；根据所述实际供氢压力和所述实际供电电压对所述开度补偿表进行查表；根据查表得到的所述调压阀开度差确定所述目标开度补偿值。
可选地，对所述实际需求功率与所述特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的所述开度补偿表，包括：获取所述实际需求功率的相邻的第一特征功率点和第二特征功率点；获取所述第一特征功率点对应的第一开度补偿表和所述第二特征功率点对应的第二开度补偿表；根据所述实际供氢压力和所述实际供电电压分别对所述第一开度补偿表和所述第二开度补偿表进行查表，得到第一调压阀开度差和第二调压阀开度差；根据所述第一调压阀开度差和所述第二调压阀开度差确定所述目标开度补偿值。
可选地，所述获取至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数，包括：在任一所述特征功率点，建立多个自变量数组，所述自变量数组包括低压供电电压和供氢压力；基于任一所述自变量数组，获取所述排氢阀开启前一个采样周期的第一调压阀开度，及所述排氢阀关闭前一个采样周期的第二调压阀开度；根据所述第一调压阀开度和所述第二调压阀开度计算当前所述自变量数组对应的所述调压阀开度差；根据所述自变量数组及所述调压阀开度差建立所述排氢关联参数。
可选地，所述获取至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数，还包括：获取所述燃料电池发动机的控制精度和历史运行数据；基于所述控制精度和/或所述历史运行数据建立所述特征功率点。
可选地，在确定所述调压阀的目标开度补偿值之后，所述燃料电池发动机供氢系统控制方法还包括：根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行修正。
根据本发明的另一方面，提供了一种燃料电池发动机供氢系统控制装置，所述供氢系统设有排氢阀和调压阀，所述装置包括：第一参数获取模块，用于获取所述燃料电池发动机的至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数；其中，所述排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；数据处理模块，用于根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，所述开度补偿表为在任一所述特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；第二参数获取模块，用于获取所述燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数，所述实际运行参数包括实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压；开度补偿决策模块，用于根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值；调压阀驱动模块，用于在执行排氢控制时，根据所述目标开度补偿值对所述调压阀的输出开度进行闭环调节。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述燃料电池发动机供氢系统控制方法。
本发明实施例的技术方案，通过获取燃料电池发动机的至少一个特征功率点及各个特征功率点对应的多组排氢关联参数，如低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差，基于任一特征功率点不同低压供电电压和供氢压力下排氢阀开启前后的调压阀开度差建立开度补偿表，根据燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值，在执行排氢控制时，根据目标开度补偿值对调压阀的输出开度进行闭环调节，解决了现有的供氢系统的调压电磁阀开度补偿值设置不合理，导致氢气路压力波动，影响发动机运行的问题，有利于提高燃料电池发动机排氢阀打开时氢气路压力控制性能，保证不同低压供电电压和供氢压力下的氢气入堆压力稳定性，提高发动机运行稳定性及对恶劣工况的适应性。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图；
图2为本发明第一实施例提供的第一种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图；
图3为本发明第一实施例提供的第二种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图；
图4为本发明第一实施例提供的第三种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图；
图5为本发明第一实施例提供的一种调压阀开度差计算原理的波形示意图；
图6为本发明第一实施例提供的第四种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图；
图7为本发明第二实施例提供的一种燃料电池发动机供氢系统控制装置的结构示意图；
图8是实现本发明实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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，以便这里描述的本发明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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明第一实施例提供的一种燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图，本实施例可适用于对不同低压供电和供氢压力的脉冲排氢过程进行氢气路压力补偿控制的应用场景，该方法可以由供氢系统控制装置来执行，该供氢系统控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该供氢系统控制装置可配置于燃料电池控制器中。
在本发明的实施例中，供氢系统设有排氢阀和调压阀。其中，调压阀用于调节燃料电池发动机氢气路的压力，以使燃料电池发动机运行中氢气进堆压力能够稳定达到设定值。排氢阀用于控制氢气路循环氢气脉冲排放，配合调压阀开度补偿，可提高阳极氢气浓度，提高反应效率。
如图1所示，该燃料电池发动机供氢系统控制方法包括以下步骤：
S1：获取燃料电池发动机的至少一个特征功率点及特征功率点对应的多组排氢关联参数。
在本发明的实施例中，可采用燃料电池控制器或者其他可读写存储单元存储特征功率点和排氢关联参数。典型地，排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差。
其中，低压供电电压可为燃料电池发动机的控制器和电磁阀等模块的供电电压。低压供电电压可基于电压检测仪器或者电压检测电路检测得到。典型地，可将电压检测仪器设置于控制器或者调压阀的供电端口。
供氢压力可为供氢系统对燃料电池中通入氢气所需的压力值。供氢压力可基于压力传感器检测得到。典型地，可将压力传感器设置于氢燃料电池阳极电极附近。
调压阀开度差可为排氢阀开启前后的调压阀开度之间的差值。典型地，可分别采集同一脉冲排氢周期内排氢阀开启前一个采样周期的调压阀开度，及排氢阀关闭前一个采样周期的调压阀开度，根据排氢阀开启前后的调压阀开度之间的差值计算调压阀开度差。
特征功率点可基于燃料电池发动机的控制精度或者发动机打开排氢阀时的常用功率建立。典型地，若定义燃料电池发动机的额定功率为PN，则可在10％PN至100％PN的范围内，记录排氢阀打开时的10个特征功率点。
S2：根据多组排氢关联参数建立开度补偿表。
其中，开度补偿表为在任一特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表。
一实施例中，开度补偿表可为以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的MAP表。
具体地，建立一个以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的基础坐标系。在每个特征功率点，将不同的低压供电电压、供氢压力及对应的调压阀开度差组成的多个数据点记录到基础坐标系中，经过曲线拟合形成该特征功率点对应的MAP。
需要说明的是，每个特征功率点对应一个开度补偿表。可在发动机常用功率点附近增加设置特征功率点的数量，特征功率点的密度越大，开度补偿精度越高。
S3：获取燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数。
其中，实际运行参数包括但不限于：实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压。
S4：根据实际运行参数对开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值。
其中，目标开度补偿值为调压阀前馈开度的目标需求值。
一实施例中，根据实际运行参数对开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值，包括：对实际需求功率与特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的开度补偿表；根据实际供氢压力和实际供电电压对开度补偿表进行查表；根据查表得到的调压阀开度差确定目标开度补偿值。
具体地，如果实际需求功率与特征功率点中的任一项相等，则将功率值相等的特征功率点对应的开度补偿表确定为最终匹配的开度补偿表。在得到实际需求功率匹配的开度补偿表后，以实际供氢压力为x轴坐标，以实际供电电压为y轴坐标，对开度补偿表的数据进行遍历查询，查表得到的调压阀开度差即为调压阀前馈开度的目标开度补偿值。
S5：在执行排氢控制时，根据目标开度补偿值对调压阀的输出开度进行闭环调节。
在本发明的实施例中，可采用PID控制器对调压阀的输出开度进行闭环调节。目标开度补偿值作为PID控制器的设定值，PID控制器将实际采样得到的调压阀的输出开度与目标开度补偿值进行比对，并输出对应的调压阀控制信号，以使调压阀的输出开度达到目标开度补偿值。
具体地，基于燃料电池发动机的控制精度或者发动机打开排氢阀时的常用功率设置多个特征功率点。在任一特征功率点，记录当前特征功率点的低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；然后改变当前功率点的低压供电电压和供氢压力，再次记录排氢阀开启前后的调压阀开度差，直至记录当前特征功率点的多组排氢关联参数。在完成当前特征功率点的参数采样后，启动下一个特征功率点的参数采样。建立一个以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的基础坐标系，在每个特征功率点，将排氢关联参数对应的数据点记录到基础坐标系中，经过曲线拟合形成该特征功率点对应的MAP。
在燃料电池发动机启动运行后，获取燃料电池发动机的实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压。如果实际需求功率与特征功率点中的任一项相等，则将功率值相等的特征功率点对应的开度补偿表确定为最终匹配的开度补偿表，通过实际供氢压力和实际供电电压对该开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值。
需要说明的是，如果实际需求功率与特征功率点中的所有项均不相等，则通过MAP表之间插值的方法计算非特征功率点的开度补偿值。
由此，本发明的技术方案，通过获取燃料电池发动机的至少一个特征功率点及各个特征功率点对应的多组排氢关联参数，如低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差，基于任一特征功率点不同低压供电电压和供氢压力下排氢阀开启前后的调压阀开度差建立开度补偿表，根据燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值，在执行排氢控制时，根据目标开度补偿值对调压阀的输出开度进行闭环调节，解决了现有的供氢系统的调压电磁阀开度补偿值设置不合理，导致氢气路压力波动，影响发动机运行的问题，有利于提高燃料电池发动机排氢阀打开时氢气路压力控制性能，保证不同低压供电电压和供氢压力下的氢气入堆压力稳定性，提高发动机运行稳定性及对恶劣工况的适应性。
一实施例中，根据多组排氢关联参数建立开度补偿表，包括：获取初始补偿MAP表，初始补偿MAP表为以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的MAP表；根据多组排氢关联参数对初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为开度补偿表。
具体地，初始补偿MAP表可基于燃料电池发动机的整车历史运行数据或者台架测试数据建立。不同特征功率点可建立独立的初始补偿MAP表或者共用同一初始补偿MAP表，本申请对此不做限定。在每个特征功率点，采用多组不同的低压供电电压、供氢压力及对应的调压阀开度差对初始补偿MAP表进行修正。
图2为本发明第一实施例提供的第一种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种建立开度补偿MAP的具体实施方式。
如图2所示，根据多组排氢关联参数建立开度补偿表，包括以下步骤：
S201：获取燃料电池发动机在至少两个预设功率点的测试数据或者历史运行数据。
其中，测试数据或者历史运行数据包括但不限于：低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差。
一实施例中，预设功率点可为特征功率点的两个端点或者发动机排氢阀打开的两个常用功率点。
S202：根据测试数据或者历史运行数据进行曲线拟合，建立初始补偿MAP表。
S203：根据多组排氢关联参数对初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为开度补偿表。
具体地，在燃料电池发动机启动运行之前，可先根据整车历史运行数据或者台架测试数据建立初始补偿MAP表，将初始补偿MAP表存储到燃料电池控制器中，通过运行过程中，不断采集脉冲排氢时的多组排氢关联参数，对初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为开度补偿表。通过建立初始补偿MAP表，保证初始运行时具有参照点，可以更稳定地控制燃料电池发动机排氢阀打开时的压力，大幅度减少需要标定补偿的数据量。
可选地，图3为本发明第一实施例提供的第二种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种基于MAP插值计算开度补偿的具体实施方式。
如图3所示，在实际需求功率与特征功率点中的所有项均不相等之时，根据实际运行参数对开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值，包括以下步骤：
S401：获取实际需求功率P0的相邻的第一特征功率点P1和第二特征功率点P2。
S402：获取第一特征功率点P1对应的第一开度补偿表MAP_P1和第二特征功率点P2对应的第二开度补偿表MAP_P2。
S403：根据实际供氢压力和实际供电电压分别对第一开度补偿表MAP_P1和第二开度补偿表MAP_P2进行查表，得到第一调压阀开度差ΔR1和第二调压阀开度差ΔR2。
S404：根据第一调压阀开度差ΔR1和第二调压阀开度差ΔR2确定目标开度补偿值。
示例性地，若定义实际需求功率P0等于45％ PN，特征功率点包括：10％PN，20％PN，30％ PN，40％ PN，50％ PN，60％ PN，70％ PN，80％ PN，90％ PN和100％ PN，则第一特征功率点P1等于40％ PN，第二特征功率点P2等于50％ PN。.将40％ PN对应的开度补偿表MAP确定为第一开度补偿表MAP_P1，将50％ PN对应的开度补偿表MAP确定为第二开度补偿表MAP_P2。基于实际供氢压力和实际供电电压分别对第一开度补偿表MAP_P1和第二开度补偿表MAP_P2进行查表，可将第一调压阀开度差ΔR1和第二调压阀开度差ΔR2的均值确定为目标开度补偿值。由此，通过插值法计算非固定功率点的开度补偿值，有利于减少需要标定补偿的数据量，使调压阀的输出开度更加精确。
可选地，图4为本发明第一实施例提供的第三种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种MAP表参数提取的具体实施方式。
如图4所示，获取至少一个特征功率点及特征功率点对应的多组排氢关联参数，包括：
S101：获取燃料电池发动机的控制精度和历史运行数据。
S102：基于控制精度和/或历史运行数据建立特征功率点。
示例性地，若燃料电池发动机的功率控制精度为±10％，则可设置相邻两个特征功率点之间的间隔步长为10％PN，以该间隔步长在10％PN至100％PN范围内设置十个特征功率点。
如图4所示，获取至少一个特征功率点及特征功率点对应的多组排氢关联参数，还包括：
S103：在任一特征功率点，建立多个自变量数组。
其中，单个自变量数组包括低压供电电压和供氢压力。
S104：基于任一自变量数组，获取排氢阀开启前一个采样周期的第一调压阀开度，及排氢阀关闭前一个采样周期的第二调压阀开度。
在本发明的实施例中，在排氢阀关闭前，可基于PID控制对调压阀开度进行闭环调节。
S105：根据第一调压阀开度和第二调压阀开度计算当前自变量数组对应的调压阀开度差。
图5为本发明第一实施例提供的一种调压阀开度差计算原理的波形示意图。
结合图5所示，若定义排氢阀开启前最后一个采样周期的调压阀开度为第一调压阀开度R1，排氢阀关闭前最后一个采样周期的调压阀开度为第二调压阀开度R2，此时，调压阀开度差ΔR＝R2-R1。
S106：根据自变量数组及调压阀开度差建立排氢关联参数。
具体地，在每个特征功率点，设置不同的低压供电电压和供氢压力，在不同的低压供电电压和供氢压力下，自动识别并记录对应的调压阀开度差ΔR，将低压供电电压、供氢压力及对应的调压阀开度差ΔR作为一组排氢关联参数，存储至燃料电池控制器的数据中。通过记录固定功率点在不同低压供电下和供氢压力下的脉冲排氢时的调压阀开度补偿，对排氢阀开启时调压阀的开度进行自适应调节，有效保证了不同低压供电电压和供氢压力下的氢气入堆压力稳定性，提高发动机运行稳定性。
可选地，图6为本发明第一实施例提供的第四种替代实施例的燃料电池发动机供氢系统控制方法的流程图，在图1的基础上，示例性地示出了一种对MAP表进行实时修正的具体实施方式。
如图6所示，在确定调压阀的目标开度补偿值之后，燃料电池发动机供氢系统控制方法还包括：
S6：根据实际运行参数对开度补偿表进行修正。
具体地，可将开度补偿表存储于燃料电池控制器中，在燃料电池发动机运行过程中，不断识别脉冲排氢时的燃料电池发动机的实际运行参数和调压阀补偿开度，基于燃料电池发动机的实际运行参数对开度补偿表进行修正，有利于提高恶劣工况的适应性。
根据本发明的另一方面，提供了一种燃料电池发动机供氢系统控制装置，本发明实施例所提供的燃料电池发动机供氢系统控制装置可执行本发明任意实施例所提供的燃料电池发动机供氢系统控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
在本发明的实施例中，供氢系统设有排氢阀和调压阀。
图7为本发明第二实施例提供的一种燃料电池发动机供氢系统控制装置的结构示意图。
如图7所示，该燃料电池发动机供氢系统控制装置包括：第一参数获取模块100，用于获取燃料电池发动机的至少一个特征功率点及特征功率点对应的多组排氢关联参数；其中，排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；数据处理模块200，用于根据多组排氢关联参数建立开度补偿表，开度补偿表为在任一特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；第二参数获取模块300，用于获取燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数，实际运行参数包括实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压；开度补偿决策模块400，用于根据实际运行参数对开度补偿表进行查表，确定调压阀的目标开度补偿值；调压阀驱动模块500，用于在执行排氢控制时，根据目标开度补偿值对调压阀的输出开度进行闭环调节。
一实施例中，数据处理模块200用于获取初始补偿MAP表，初始补偿MAP表为以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的MAP表，并根据多组排氢关联参数对初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为开度补偿表。
一实施例中，在获取初始补偿MAP表之时，数据处理模块200用于获取燃料电池发动机在至少两个预设功率点的测试数据或者历史运行数据，及根据测试数据或者历史运行数据进行曲线拟合，建立初始补偿MAP表。
一实施例中，开度补偿决策模块400用于对实际需求功率与特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的开度补偿表；根据实际供氢压力和实际供电电压对开度补偿表进行查表；及根据查表得到的调压阀开度差确定目标开度补偿值。
一实施例中，在实际需求功率与特征功率点均不相等之时，开度补偿决策模块400还用于获取实际需求功率的相邻的第一特征功率点和第二特征功率点；获取第一特征功率点对应的第一开度补偿表和第二特征功率点对应的第二开度补偿表；根据实际供氢压力和实际供电电压分别对第一开度补偿表和第二开度补偿表进行查表，得到第一调压阀开度差和第二调压阀开度差；根据第一调压阀开度差和第二调压阀开度差确定目标开度补偿值。
一实施例中，第一参数获取模块100用于在任一特征功率点，建立多个自变量数组，自变量数组包括低压供电电压和供氢压力；基于任一自变量数组，获取排氢阀开启前一个采样周期的第一调压阀开度，及排氢阀关闭前一个采样周期的第二调压阀开度；根据第一调压阀开度和第二调压阀开度计算当前自变量数组对应的调压阀开度差；根据自变量数组及调压阀开度差建立排氢关联参数。
一实施例中，第一参数获取模块100还用于获取燃料电池发动机的控制精度和历史运行数据；基于控制精度和/或历史运行数据建立特征功率点。
一实施例中，数据处理模块200还用于根据实际运行参数对开度补偿表进行修正。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述燃料电池发动机供氢系统控制方法。
图8示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如燃料电池发动机供氢系统控制方法。
在一些实施例中，燃料电池发动机供氢系统控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的燃料电池发动机供氢系统控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行燃料电池发动机供氢系统控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池发动机供氢系统控制方法，所述供氢系统设有排氢阀和调压阀，其特征在于，所述方法包括：
获取所述燃料电池发动机的至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数；
其中，所述排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；
根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，所述开度补偿表为在任一所述特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；
获取所述燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数，所述实际运行参数包括实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压；
根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值；
在执行排氢控制时，根据所述目标开度补偿值对所述调压阀的输出开度进行闭环调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，包括：
获取初始补偿MAP表，所述初始补偿MAP表为以低压供电电压为x轴，以供氢压力为y轴，以调压阀开度差为z轴的MAP表；
根据所述多组排氢关联参数对所述初始补偿MAP表进行修正，将修正后的MAP表确定为所述开度补偿表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取初始补偿MAP表，包括：
获取所述燃料电池发动机在至少两个预设功率点的测试数据或者历史运行数据；
根据所述测试数据或者所述历史运行数据进行曲线拟合，建立所述初始补偿MAP表。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值，包括：
对所述实际需求功率与所述特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的所述开度补偿表；
根据所述实际供氢压力和所述实际供电电压对所述开度补偿表进行查表；
根据查表得到的所述调压阀开度差确定所述目标开度补偿值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述实际需求功率与所述特征功率点进行比对，根据比对结果匹配对应的所述开度补偿表，包括：
获取所述实际需求功率的相邻的第一特征功率点和第二特征功率点；
获取所述第一特征功率点对应的第一开度补偿表和所述第二特征功率点对应的第二开度补偿表；
根据所述实际供氢压力和所述实际供电电压分别对所述第一开度补偿表和所述第二开度补偿表进行查表，得到第一调压阀开度差和第二调压阀开度差；
根据所述第一调压阀开度差和所述第二调压阀开度差确定所述目标开度补偿值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数，包括：
在任一所述特征功率点，建立多个自变量数组，所述自变量数组包括低压供电电压和供氢压力；
基于任一所述自变量数组，获取所述排氢阀开启前一个采样周期的第一调压阀开度，及所述排氢阀关闭前一个采样周期的第二调压阀开度；
根据所述第一调压阀开度和所述第二调压阀开度计算当前所述自变量数组对应的所述调压阀开度差；
根据所述自变量数组及所述调压阀开度差建立所述排氢关联参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数，还包括：
获取所述燃料电池发动机的控制精度和历史运行数据；
基于所述控制精度和/或所述历史运行数据建立所述特征功率点。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，在确定所述调压阀的目标开度补偿值之后，还包括：
根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行修正。
9.一种燃料电池发动机供氢系统控制装置，所述供氢系统设有排氢阀和调压阀，其特征在于，所述装置包括：
第一参数获取模块，用于获取所述燃料电池发动机的至少一个特征功率点及所述特征功率点对应的多组排氢关联参数；
其中，所述排氢关联参数包括低压供电电压、供氢压力和排氢阀开启前后的调压阀开度差；
数据处理模块，用于根据所述多组排氢关联参数建立开度补偿表，所述开度补偿表为在任一所述特征功率点的低压供电电压及供氢压力与调压阀开度差之间的对应关系表；
第二参数获取模块，用于获取所述燃料电池发动机在任一采样时刻的实际运行参数，所述实际运行参数包括实际需求功率、实际供氢压力和实际供电电压；
开度补偿决策模块，用于根据所述实际运行参数对所述开度补偿表进行查表，确定所述调压阀的目标开度补偿值；
调压阀驱动模块，用于在执行排氢控制时，根据所述目标开度补偿值对所述调压阀的输出开度进行闭环调节。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的燃料电池发动机供氢系统控制方法。
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