CN117033849A - 储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 - Google Patents
储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117033849A CN117033849A CN202310984741.7A CN202310984741A CN117033849A CN 117033849 A CN117033849 A CN 117033849A CN 202310984741 A CN202310984741 A CN 202310984741A CN 117033849 A CN117033849 A CN 117033849A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrogen storage
- storage bottle
- equivalent
- density
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 550
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 550
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 548
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 343
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 51
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 52
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本申请提供了一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法、装置及电子设备，该方法包括：将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；基于半经验公式，计算等效工作压力对应的第一等效氢气密度、公称工作压力对应的第二等效氢气密度；采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到SOC。本申请能够计算得到在实践应用中具备更高准确性的储氢系统的SOC。
Description
技术领域
本申请涉及新能源领域，具体涉及一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法、装置及电子设备。
背景技术
在氢燃料汽车、氢燃料飞行器中，储氢系统中的氢气剩余量SOC(State OfCharge)不仅直接决定着汽车/飞行器的剩余里程，还是燃料电池与蓄电池进行动力输出分配以及氢管理的重要依据。因此，准确计算储氢系统的SOC有着重要应用意义。而采用相关技术所提供方法计算所得的储氢系统的SOC，与实践应用的需要存在出入，在实践应用中的准确性较低。
发明内容
本申请的一个目的在于提出一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法、装置及电子设备，能够计算得到在实践应用中具备更高准确性的储氢系统的SOC。
根据本申请实施例的一方面，公开了一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法，所述方法包括：
将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
基于预先拟合的半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、所述各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
根据本申请实施例的一方面，公开了一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算装置，所述装置包括：
等效压力转换模块，配置为将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
等效密度计算模块，配置为基于预先拟合的半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、所述各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
第一等效密度修正模块，配置为采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
第二等效密度修正模块，配置为采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
SOC计算模块，配置为基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，所述等效压力转换模块配置为：
获取在所述当前温度下的所述当前工作压力对应的第一压缩因子，并获取在所述等效温度下的所述等效工作压力对应的第二压缩因子，其中，压缩因子用于描述实际气体摩尔体积与理想气体摩尔体积之间的偏离程度；
采用所述第一压缩因子和所述第二压缩因子，对由所述当前温度、所述当前工作压力、所述等效温度和所述等效工作压力共同联立得到的理想气体方程进行修正，并对修正后方程进行求解，计算得到所述等效工作压力。
在本申请的一示例性实施例中，用于获取所述第二压缩因子的半经验公式，为以所述等效工作压力为自变量、以所述第二压缩因子为因变量的三次项公式。
在本申请的一示例性实施例中，所述装置还配置为：
基于所述半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的最低工作压力对应的第三等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的最小工作压力下的第三容积，对同一储氢瓶的所述第三等效氢气密度进行修正，得到第三修正后氢气密度；
所述SOC计算模块配置为：
采用所述第三修正后氢气密度，对同一储氢瓶的所述第一修正后氢气密度以及所述第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度；
基于所述各储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，所述SOC计算模块配置为：
将所述第三等效氢气密度与同一储氢瓶的所述第一修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度；
将所述第三等效氢气密度与同一储氢瓶的所述第二修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第二再修正后氢气密度。
在本申请的一示例性实施例中，所述SOC计算模块配置为：
计算同一储氢瓶的第一修正后氢气密度与第二修正后氢气密度之间的比值，得到同一储氢瓶的SOC；
基于所述各储氢瓶的SOC，计算得到所述储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，所述SOC计算模块配置为：
基于所述各储氢瓶在同等工作压力下的容积，计算所述各储氢瓶的权重系数；
采用所述权重系数对所述各储氢瓶的SOC进行加权，计算得到所述储氢系统的SOC。
根据本申请实施例的一方面，公开了一种电子设备，包括：一个或多个处理单元；存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现以上任一项实施例。
根据本申请实施例的一方面，公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行以上任一项实施例。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
本申请实施例中，将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；基于预先拟合的半经验公式，计算在等效温度下，各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC。通过这种方法，本申请降低了储氢瓶容积变化对于SOC计算所带来的不利影响，从而计算得到在实践应用中具备更高准确性的储氢系统的SOC。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参考附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出了根据本申请一个实施例的储氢瓶的受力示意图。
图2示出了根据本申请一个实施例的储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法的流程图。
图3示出了根据本申请一个实施例的储氢系统的结构示意图。
图4示出了根据本申请一个实施例的储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法的详细流程图。
图5示出了根据本申请一个实施例的采用不同方法计算SOC所得的计算结果对比示意图。
图6示出了根据本申请一个实施例的采用不同方法计算SOC所得的计算结果对比示意图。
图7示出了根据本申请一个实施例的储氢系统的氢气剩余量SOC计算装置的框图。
图8示出了根据本申请一个实施例的电子设备硬件图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本申请的各方面变得模糊。
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
相关技术中，通常是采用SAE J2601标准或者GTR NO.13标准所提供的下述计算方式，对储氢系统中的储氢瓶的SOC进行计算：
步骤1、采用理想气体方程，将储氢瓶在当前温度T下的当前工作压力P，转化为在等效温度T’下的等效工作压力P’。其中，等效温度T’通常被设置为288K。
步骤2、采用经验公式，计算在等效温度T’下的等效工作压力P’对应的等效氢气密度ρ’(P’,T’)，并计算在等效温度T’下的公称工作压力NWP对应的等效氢气密度ρ’(NWP,T’)。
步骤3、采用公式SOC＝ρ’(P’,T’)/ρ’(NWP,T’)*100％，计算得到储氢瓶的SOC。
图1示出了本申请一实施例中储氢瓶的受力示意图。参见图1可见，储氢瓶在装有高压氢气时，在轴向和径向均受到拉力，进而会发生形变。由于储氢瓶主要承载的缠绕层存在各向异性，其在轴向与径向的形变量存在明显区别，而轴向形变与径向形变均会对储氢瓶的容积产生影响。国内早期普及的是III型储氢瓶(铝内胆碳纤维全缠绕气瓶)，随着车载储氢系统对储氢密度要求的提升，逐渐迭代为IV型储氢瓶(塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶)。
相较于III型储氢瓶的铝内胆12％左右的极限延伸率，IV型储氢瓶的塑料内胆在常温下的延伸率超过80％，低温下也能达到铝内胆的数倍。由于内胆材料特性的差异，IV型储氢瓶能够承受更大的内胆形变。为节约制造成本，IV型储氢瓶缠绕层的厚度与模量均会相应降低。因此在同等压力状态下，IV型储氢瓶相较于III型储氢瓶，其容积会明显增大。在搭载III型储氢瓶的车载储氢系统中，储氢瓶容积变化对于SOC结果的影响不到1％，影响可以忽略；而在搭载IV型储氢瓶的车载储氢系统中，储氢瓶容积变化对于SOC结果的影响可以达到5～6％，影响不可忽略。
而相关技术中，则完全忽略了储氢瓶容积变化对于SOC结果的影响，从而导致计算所得的SOC结果在实践应用中不够准确。
出于克服相关技术中所存在上述问题的考虑，本申请提供了一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法，以提高计算所得的储氢系统的SOC在实践应用中的准确性。
图2示出了本申请所提供的储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法的流程图。该方法的示例性执行主体为储氢系统的控制器，参见图2，本申请所提供方法包括：
步骤S110、将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
步骤S120、基于预先拟合的半经验公式，计算在等效温度下，各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
步骤S130、采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
步骤S140、采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
步骤S150、基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC。
具体的，本申请实施例中，定时采集储氢系统中的各储氢瓶的温度数据以及工作压力数据，进而确定各储氢瓶在对应时间点的当前温度T以及当前工作压力P。然后采用理想气体方程，或者采用理想气体方程的衍生方程，将各储氢瓶在当前温度T下的当前工作压力P，转换为在等效温度T’下的等效工作压力P’。
本申请实施例中，预先拟合有用于描述温度、工作压力与氢气密度这三者之间关联的半经验公式。于是在计算得到各储氢瓶在等效温度T’下的等效工作压力P’之后，采用该半经验公式，即可计算得到在等效温度T’下，各储氢瓶的等效工作压力P’对应的第一等效氢气密度ρ’(P’,T’)。并且，由于各储氢瓶的公称工作压力NWP可以预先确定，因此采用该经验公式，即可计算得到在等效温度T’下，各储氢瓶的公称工作压力NWP对应的第二等效氢气密度ρ’(NWP,T’)。
并且，获取储氢瓶在当前工作压力P下的第一容积V(P)，以及在公称工作压力NWP下的第二容积V(NWP)。
得到第一容积V(P)以及第二容积V(NWP)后，可以采用将容积与等效氢气密度作乘的方式，对等效氢气密度进行修正——将第一容积V(P)与第一等效氢气密度ρ’(P’,T’)作乘，得到第一修正后氢气密度ρ’(P’,T’)*V(P)；将第二容积V(NWP)与第二等效氢气密度ρ’(NWP,T’)作乘，得到第二修正后氢气密度ρ’(NWP,T’)*V(NWP)。
也可以采用先将容积转换为修正系数，然后再将修正系数与等效氢气密度作乘的方式，对等效氢气密度进行修正——将第一容积V(P)与预设的容积阈值作比，得到第一容积V(P)对应的第一修正系数v1，然后将第一修正系数v1与第一等效氢气密度ρ’(P’,T’)作乘，得到第一修正后氢气密度ρ’(P’,T’)*v1；将第二容积V(NWP)与容积阈值作比，得到第二容积V(NWP)对应的第二修正系数v2，然后将第二修正系数v2与第二等效氢气密度ρ’(NWP,T’)作乘，得到第二修正后氢气密度ρ’(NWP,T’)*v2。
然后再基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到在实践应用中具备更高准确性的各储氢瓶的SOC。最终结合各储氢瓶的SOC，计算得到在实践应用中具备更高准确性的储氢系统的SOC。
在一实施例中，可以预先根据缠绕方案和复合材料层对储氢瓶进行建模，然后通过水容积试验，确定不同工作压力下充入水的质量，然后将水的质量换算为对应的容积，从而确定储氢瓶在不同工作压力下的容积。然后在实践应用中，再采用查表插值的方式，计算得到在对应工作压力下的容积；或者，根据测量所得数据，拟合用于描述工作压力与容积这二者之间关联的经验公式，然后在实践应用中采用经验公式计算对应工作压力下的容积。
在一实施例中，可以根据对应工作压力下的储氢瓶直径和长度变化率，近似求解得到储氢瓶在对应工作压力下的容积。
在一实施例中，将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力，包括：
获取在当前温度下的当前工作压力对应的第一压缩因子，并获取在等效温度下的等效工作压力对应的第二压缩因子，其中，压缩因子用于描述实际气体摩尔体积与理想气体摩尔体积之间的偏离程度；
采用第一压缩因子和第二压缩因子，对由当前温度、当前工作压力、等效温度和等效工作压力共同联立得到的理想气体方程进行修正，并对修正后方程进行求解，计算得到等效工作压力。
考虑到高压气体的物性将偏离理想气体的物性，因此若直接采用理想气体方程将各储氢瓶在当前温度T下的当前工作压力P，转换为在等效温度T’下的等效工作压力P’(即，直接采用公式P’＝P*T’/T计算P’)，则计算所得的等效工作压力P’将不够准确。因此本实施例中，引入压缩因子对理想气体方程进行修正，进而再根据修正后的理想气体方程求解出更准确的等效工作压力P’。其中，压缩因子主要用于描述实际气体摩尔体积与理想气体摩尔体积之间的偏离程度。
具体的，获取在当前温度T下的当前工作压力P对应的第一压缩因子Z。第一压缩因子Z描述的是，在当前温度T以及当前工作压力P下的气体摩尔体积，与理想气体摩尔体积之间的偏离程度。
同理，获取在等效温度T’下的等效工作压力P’对应的第二压缩因子Z’。第二压缩因子Z’描述的是，在等效温度T’以及等效工作压力P’下的气体摩尔体积，与理想气体摩尔体积之间的偏离程度。
然后采用第一压缩因子Z和第二压缩因子Z’，对理想气体方程P’＝P*T’/T进行修正。示例性的，可以将理想气体方程修正为P’＝(P*Z’*T’)/(Z*T)。
对理想气体方程进行修正之后，再对修正后方程进行求解，即可计算得到更准确的等效工作压力P’。
可以理解的，压缩因子只与温度以及工作压力相关，因此可以预先测量实际气体摩尔体积的方式，测量得到各种当前温度T以及各种当前工作压力P下的第一压缩因子Z。
根据测量所得的各组(T,P,Z)，可以拟合用于描述当前温度T、当前工作压力P以及第一压缩因子Z这三者之间关联的经验公式。进而在实践应用中，采用该经验公式计算第一压缩因子Z。
或者，根据测量所得的各组(T,P,Z)，也可以建立由当前温度T和当前工作压力P作为索引信息、由第一压缩因子Z作为索引值的表格信息，进而在实践应用中，采用查表插值的方式计算第一压缩因子Z。
在确定第一压缩因子Z之后，修正后理想气体方程P’＝(P*Z’*T’)/(Z*T)又可以被描述为P’＝f1(Z’)，其中，f1＝(P*T’)/(Z*T)。
至于第二压缩因子Z’，由于第二压缩因子Z’所关联的等效温度T’是已知确定的，因此第二压缩因子Z’可以视为仅与等效工作压力P’相关，通过预先测试、拟合数据的方式，得到以等效工作压力P’为自变量、以第二压缩因子Z’为因变量的半经验公式Z’＝f2(P’)。
将Z’＝f2(P’)与P’＝f1(Z’)进行联合，得到联合公式P’＝f1[f2(P’)]。该联合公式中唯一的未知量便是P’，由此便可在不确定第二压缩因子Z’具体值的情况下，求解得到P’。
因此在实践应用中，可以采用求解联合公式P’＝f1[f2(P’)]的方式，跳过求解第二压缩因子Z’的具体值，直接实时计算得到P’。
或者，也可以预先先采用求解联合公式P’＝f1[f2(P’)]的方式，确定各种当前温度T和各种当前工作压力P对应的第二压缩因子Z’。然后根据测量所得的各组(T,P,Z’)，建立由当前温度T和当前工作压力P作为索引信息、由第二压缩因子Z’作为索引值的表格信息。进而在实践应用中，采用查表插值的方式计算第二压缩因子Z’。然后再根据修正后理想气体方程P’＝(P*Z’*T’)/(Z*T)，计算得到等效工作压力P’。通过这种方式，省去了实时求解联合公式P’＝f1[f2(P’)]的过程，降低了储氢系统的控制器的计算负担。
需要说明的是，在拟合建立半经验公式Z’＝f2(P’)的过程中，若半经验公式Z’＝f2(P’)为二次项公式，且储氢瓶处于低工作压力，则根据二阶的半经验公式Z’＝f2(P’)计算所得的SOC，准确性较低。而若将半经验公式Z’＝f2(P’)公式的最高项次数提高一阶，即半经验公式Z’＝f2(P’)公式为三次项公式，即使储氢瓶处于低工作压力，根据三阶的半经验公式Z’＝f2(P’)计算所得的SOC，准确性显著提高。
同样的，相比于二阶的半经验公式Z’＝f2(P’)，将半经验公式Z’＝f2(P’)提高至四阶、五阶乃至更高阶后，计算所得SOC的准确性均得到显著提高。但是，相比于三阶的半经验公式Z’＝f2(P’)，四阶、五阶乃至更高阶的半经验公式Z’＝f2(P’)的计算结果准确性提高得便不是特别明显。而且，考虑到公式阶次越高，各次项的常数系数所需的精准度便更高，从而导致所需计算量越大，导致计算效率下降。因此，综合考虑到计算准确性与计算效率，在一实施例中，以等效工作压力P’为自变量、以第二压缩因子Z’为因变量的半经验公式Z’＝f2(P’)，为三阶的三次项公式。
在一实施例中，用于计算等效氢气密度的半经验公式，为以压力为自变量、以等效氢气密度为因变量的三次项公式。
相关技术中，无论是SAE J2601标准，还是GTR NO.13标准，均是采用半经验公式ρ′＝-0.0027*P′2+0.75*P′+0.5789计算等效氢气密度ρ’的。该半经验公式是在等效温度T’的条件下，采用二阶多项式拟合得到的。该半经验公式在大多数情况下能够满足工程应用的精度要求，但是在工作压力低于5MPa的情况下，其精度与实际气体物性将发生明显偏离。
而本实施例中，通过在等效温度T’的条件下，采用三阶多项式拟合得到用于计算等效氢气密度ρ’的半经验公式，显著提高了在工作压力低于5MPa的情况下的计算精度。
在一实施例中，用于计算等效氢气密度的半经验公式如下所示：
ρ′＝0.0000139049*P′3-0.0046342148*P′2+0.8292258395*P′+0.0692353145
本实施例中，由于该半经验公式为三次项公式，因此相应提高了各项系数的精度。进一步的，可以只提高该半经验公式中三次项系数的精度，其他项系数的精度对于计算结果的影响可以忽略。
需要说明的是，在实践应用中，若储氢瓶的工作压力过低，下次对储氢瓶进行补气的过程中，容易发生空气倒灌，从而导致储氢瓶的使用安全性降低；并且，若储氢瓶的工作压力过低，储氢瓶便难以提供足够的上游压力，从而导致储氢瓶难以向下游组件(例如：燃料电池、内燃机等)稳定供气。因此，出于保证储氢瓶使用安全以及保证储氢瓶能够稳定向下游组件供气的考虑，需要为储氢瓶设置一个最小工作压力，一旦储氢瓶的工作压力达到或者低于最小工作压力，储氢瓶的控制系统便会关闭储氢瓶的出气阀，禁止储氢瓶继续向外供气。
由此可见，在实践应用中，储氢瓶中有一部分氢气始终无法放出使用，因此，在评估储氢瓶中可用的氢气剩余量SOC时，应当将这部分始终无法放出使用的氢气进行剔除。
因此在一实施例中，本申请所提供方法还包括：
基于半经验公式，计算在等效温度下，各储氢瓶的最低工作压力对应的第三等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的最小工作压力下的第三容积，对同一储氢瓶的第三等效氢气密度进行修正，得到第三修正后氢气密度。
本实施例中，基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC，包括：
采用第三修正后氢气密度，对同一储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度；
基于各储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC。
具体的，本实施例中，预先确定各储氢瓶的最低工作压力Pmin。于是便可以采用用于计算等效氢气密度的半经验公式，计算得到在等效温度T’下，各储氢瓶的最低工作压力Pmin对应的第三等效氢气密度ρ’(Pmin,T’)。
并且，获取储氢瓶在最低工作压力Pmin下的第三容积V(Pmin)，然后采用第三容积V(Pmin)对第三等效氢气密度ρ’(Pmin,T’)进行修正，得到第三修正后氢气密度。
由于储氢瓶在工作过程中，其当前工作压力通常不会低于对应的最低工作压力，即，最低工作压力对应的部分氢气始终不会投入使用，因此本申请实施例中，采用第三修正后氢气密度对第一修正后氢气密度进行修正，得到第一再修正后氢气密度；并采用第三修正后氢气密度对第二修正后氢气密度进行修正，得到第二再修正后氢气密度。
然后再基于各储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，计算得到进一步具备更高准确性的各储氢瓶的SOC。最终结合各储氢瓶的SOC，计算得到进一步具备更高准确性的储氢系统的SOC。
在一实施例中，采用第三等效氢气密度，对同一储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，包括：
将第三等效氢气密度与同一储氢瓶的第一修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度；
将第三等效氢气密度与同一储氢瓶的第二修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第二再修正后氢气密度。
本实施例中，采用对修正后等效氢气密度进行作差的方式，对等效氢气密度进行再修正。
具体的，若采用容积对等效氢气密度进行修正时，采用的是将容积与等效氢气密度作乘的方式，则计算所得的第一修正后氢气密度为ρ’(P’,T’)*V(P)，第二修正后氢气密度为ρ’(NWP,T’)*V(NWP)，第三修正后氢气密度为ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)。
在这种情况下，将同一储氢瓶的第三修正后氢气密度为ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)与第一修正后氢气密度为ρ’(P’,T’)*V(P)进行作差，得到的第一再修正后氢气密度为ρ’(P’,T’)*V(P)-ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)。
将同一储氢瓶的第三修正后氢气密度为ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)与第二修正后氢气密度为ρ’(NWP,T’)*V(NWP)进行作差，得到的第二再修正后氢气密度为ρ’(NWP,T’)*V(NWP)-ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)。
然后再根据同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度ρ’(P’,T’)*V(P)-ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)以及第二再修正后氢气密度ρ’(NWP,T’)*V(NWP)-ρ’(Pmin,T’)*V(Pmin)，计算得到同一储氢瓶的SOC。然后再根据各储氢瓶的SOC，计算得到储氢系统的SOC。
在一实施例中，基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC，包括：
计算同一储氢瓶的第一修正后氢气密度与第二修正后氢气密度之间的比值，得到同一储氢瓶的SOC；
基于各储氢瓶的SOC，计算得到储氢系统的SOC。
本实施例中，对同一储氢瓶的第一修正后氢气密度与第二修正后氢气密度进行作比，由此得到同一储氢瓶的SOC。
然后再结合各储氢瓶的SOC，计算得到储氢系统的SOC。例如：计算各储氢瓶的SOC的均值，然后将所得结果作为储氢系统的SOC。
在一实施例中，基于各储氢瓶的SOC，计算得到储氢系统的SOC，包括：
基于各储氢瓶在同等工作压力下的容积，计算各储氢瓶的权重系数；
采用权重系数对各储氢瓶的SOC进行加权，计算得到储氢系统的SOC。
考虑到储氢系统中各储氢瓶的容积可能并不一致，由此会导致各储氢瓶的SOC对于储氢系统的SOC造成不同程度的影响。因此，本实施例中，根据各储氢瓶的容积，对各储氢瓶的SOC进行加权，以更准确地计算得到储氢系统的SOC。
具体的，获取各储氢瓶在同等工作压力下的容积(例如：在公称工作压力下的容积)，然后根据各储氢瓶的容积，计算各储氢瓶的权重系数。可以理解的，储氢瓶的权重系数与其容积呈正相关。然后采用权重系数对各储氢瓶的SOC进行加权，计算得到储氢系统的SOC。
图3示出了本申请一实施例中储氢系统的结构示意图。图4示出了本申请一实施例中储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法的详细流程图。
参见图3至图4，在一实施例中，储氢系统中包含两个储氢瓶——储氢瓶1-1，储氢瓶1-2。储氢瓶1-1设有通过螺纹进行密封连接的储氢瓶阀2-1，储氢瓶1-2设有通过螺纹进行密封连接储氢瓶阀2-2。多通泵3的五个接口通过高压氢气管路8分别与储氢瓶1-1、储氢瓶1-2、加氢口4、减压阀5以及压力传感器连接。高压氢气通过减压阀5后，流入下游的燃料电池或氢燃料发动机7，期间还布置有安全阀6对下游元件进行过压保护。
储氢系统的控制器9在储氢系统工作过程中，实时地从集成在储氢瓶阀2-1和储氢瓶阀2-2的温度传感器处采集到温度信号，并实时地从集成在多通泵3的压力传感器处采集到压力信号。进而根据温度信号确认对应储氢瓶的当前温度T和当前工作压力P。
然后通过联立如下方程求解对应储氢瓶在等效温度T’下的等效工作压力P’：
P’＝f1(Z’)＝C1*Z’
C1＝(P*T)/(Z*T)
Z′＝f2(P’)＝C2*P′3+C3*P′2+C4*P′+C5
其中，C2＝-0.0000000679，C3＝0.0000114714，C4＝0.0062141493，C5＝0.9986351717。
然后，采用如下所示的半经验公式计算等效氢气密度ρ’以及储氢瓶的容积V：
ρ′＝f3(P′)＝C6*P′3+C7*P′2+C8*P′+C9
V＝f4(P)
其中，C6＝0.0000139049，C7＝-0.0046342148，C8＝0.8292258395，C9＝0.0692353145；预先对每个规格的储氢瓶进行水容积实验，以5MPa为增幅，从1MPa测量至储氢瓶的公称工作压力NWP，之后使用三次项插值的方式，得到半经验公式V＝f4(P)。
然后，采用如下公式计算储氢瓶1-1的SOC1，以及储氢瓶1-2的SOC2：
SOC1＝[ρ'(P',T')*V1(P)-ρ'(2.5MPa,T')*V1(2.5MPa)]/[ρ'(NWP,T')*V1(NWP)-ρ'(2.5MPa,T')*V1(2.5MPa)]*100％
SOC2＝[ρ'(P',T')*V2(P)-ρ'(2.5MPa,T')*V2(2.5MPa)]/[ρ'(NWP,T')*V2(NWP)-ρ'(2.5MPa,T')*V2(2.5MPa)]*100％
其中，V1代表储氢瓶1-1的容积，V2代表储氢瓶1-2的容积，2.5MPa为储氢瓶的最小工作压力。
最后，采用如下公式计算储氢系统的SOC：
SOC＝SOC1*V1/(V1+V2)+SOC2*V2/(V1+V2)
图5示出了在一实施例中采用不同方法计算SOC所得的计算结果对比示意图。
参见图5可见，在一实施例中，使用GTR NO.13算法计算所得的SOC，其准确性在工作压力大于5MPa的情况下尚可。但是当工作压力小于5MPa时，GTR NO.13算法的准确性便急剧下降；而按照本申请所提供方法计算所得的SOC，其准确性则始终良好。详细的，当工作压力为2.5MPa时，GTP NO.13算法计算所得结果，与实际氢气物性之间的相对误差为24.6％超过了20％；而按照本申请所提供方法计算所得结果，与实际氢气物性之间的相对误差仅为1.9％。
图6示出了在一实施例中采用不同方法计算SOC所得的计算结果对比示意图。
参见图6可见，在一实施例中，先采用查表的方式，获取试验测量所得的实际氢气物性，并将根据查表结果计算所得的SOC作为标准值。
采用理想气体公式对各工况下的氢气物性进行换算，不考虑容积变化，最终计算所得的SOC与标准值之间始终存在10％左右的相对误差。
采用SAE J2601或者GTR NO.13算法计算所得的SOC，其相对误差相较于理想气体公式已有较大程度地改善，其4～5％的相对误差主要来源于容积以及2.5MPa下氢气物性与实际情况的偏离。
采用本申请所提供方法，并将容积以及2.5MPa带来的误差均纳入考虑，计算所得的SOC与标准值则十分接近。
图7示出了根据本申请一实施例的储氢系统的氢气剩余量SOC计算装置的框图，该装置包括：
等效压力转换模块210，配置为将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
等效密度计算模块220，配置为基于预先拟合的半经验公式，计算在等效温度下，各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
第一等效密度修正模块230，配置为采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
第二等效密度修正模块240，配置为采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
SOC计算模块250，配置为基于各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，等效压力转换模块210配置为：
获取在当前温度下的当前工作压力对应的第一压缩因子，并获取在等效温度下的等效工作压力对应的第二压缩因子，其中，压缩因子用于描述实际气体摩尔体积与理想气体摩尔体积之间的偏离程度；
采用第一压缩因子和第二压缩因子，对由当前温度、当前工作压力、等效温度和等效工作压力共同联立得到的理想气体方程进行修正，并对修正后方程进行求解，计算得到等效工作压力。
在本申请的一示例性实施例中，用于获取第二压缩因子的半经验公式，为以等效工作压力为自变量、以第二压缩因子为因变量的三次项公式。
在本申请的一示例性实施例中，该装置还配置为：
基于半经验公式，计算在等效温度下，各储氢瓶的最低工作压力对应的第三等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的最小工作压力下的第三容积，对同一储氢瓶的第三等效氢气密度进行修正，得到第三修正后氢气密度；
SOC计算模块250配置为：
采用第三修正后氢气密度，对同一储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度；
基于各储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，计算得到储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，SOC计算模块250配置为：
将第三等效氢气密度与同一储氢瓶的第一修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度；
将第三等效氢气密度与同一储氢瓶的第二修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第二再修正后氢气密度。
在本申请的一示例性实施例中，SOC计算模块250配置为：
计算同一储氢瓶的第一修正后氢气密度与第二修正后氢气密度之间的比值，得到同一储氢瓶的SOC；
基于各储氢瓶的SOC，计算得到储氢系统的SOC。
在本申请的一示例性实施例中，SOC计算模块250配置为：
基于各储氢瓶在同等工作压力下的容积，计算各储氢瓶的权重系数；
采用权重系数对各储氢瓶的SOC进行加权，计算得到储氢系统的SOC。
下面参考图8来描述根据本申请实施例的电子设备30。图8显示的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备30以通用计算设备的形式表现。电子设备30的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元310、至少一个存储单元320、连接不同系统组件(包括存储单元320和处理单元310)的总线330。
其中，存储单元320存储有程序代码，程序代码可以被处理单元310执行，使得处理单元310执行本说明书上述示例性方法的描述部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元310可以执行如图2中所示的各个步骤。
存储单元320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)3201和/或高速缓存存储单元3202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)3203。
存储单元320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块3205的程序/实用工具3204，这样的程序模块3205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备30也可以与一个或多个外部设备400(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备30交互的设备通信，和/或与使得该电子设备30能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口350进行。输入/输出(I/O)接口350与显示单元340相连。并且，电子设备30还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器360通过总线330与电子设备30的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备30使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。
在本申请的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述方法实施例部分描述的方法。
根据本申请的一个实施例，还提供了一种用于实现上述方法实施例中的方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如JAVA、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (10)
1.一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算方法，其特征在于，所述方法包括：
将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
基于预先拟合的半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、所述各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力，包括：
获取在所述当前温度下的所述当前工作压力对应的第一压缩因子，并获取在所述等效温度下的所述等效工作压力对应的第二压缩因子，其中，压缩因子用于描述实际气体摩尔体积与理想气体摩尔体积之间的偏离程度；
采用所述第一压缩因子和所述第二压缩因子，对由所述当前温度、所述当前工作压力、所述等效温度和所述等效工作压力共同联立得到的理想气体方程进行修正，并对修正后方程进行求解，计算得到所述等效工作压力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于获取所述第二压缩因子的半经验公式，为以所述等效工作压力为自变量、以所述第二压缩因子为因变量的三次项公式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的最低工作压力对应的第三等效氢气密度；
采用储氢瓶在对应的最小工作压力下的第三容积，对同一储氢瓶的所述第三等效氢气密度进行修正，得到第三修正后氢气密度；
基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC，包括：
采用所述第三修正后氢气密度，对同一储氢瓶的所述第一修正后氢气密度以及所述第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度；
基于所述各储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用所述第三等效氢气密度，对同一储氢瓶的所述第一修正后氢气密度以及所述第二修正后氢气密度分别进行修正，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度以及第二再修正后氢气密度，包括：
将所述第三等效氢气密度与同一储氢瓶的所述第一修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第一再修正后氢气密度；
将所述第三等效氢气密度与同一储氢瓶的所述第二修正后氢气密度进行作差，得到同一储氢瓶的第二再修正后氢气密度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC，包括：
计算同一储氢瓶的第一修正后氢气密度与第二修正后氢气密度之间的比值，得到同一储氢瓶的SOC；
基于所述各储氢瓶的SOC，计算得到所述储氢系统的SOC。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述各储氢瓶的SOC，计算得到所述储氢系统的SOC，包括：
基于所述各储氢瓶在同等工作压力下的容积，计算所述各储氢瓶的权重系数；
采用所述权重系数对所述各储氢瓶的SOC进行加权，计算得到所述储氢系统的SOC。
8.一种储氢系统的氢气剩余量SOC计算装置，其特征在于，所述装置包括：
等效压力转换模块，配置为将储氢系统中的各储氢瓶在当前温度下的当前工作压力，转换为在等效温度下的等效工作压力；
等效密度计算模块，配置为基于预先拟合的半经验公式，计算在所述等效温度下，所述各储氢瓶的等效工作压力对应的第一等效氢气密度、所述各储氢瓶的公称工作压力对应的第二等效氢气密度；
第一等效密度修正模块，配置为采用储氢瓶在对应的当前工作压力下的第一容积，对同一储氢瓶的所述第一等效氢气密度进行修正，得到第一修正后氢气密度；
第二等效密度修正模块，配置为采用储氢瓶在对应的公称工作压力下的第二容积，对同一储氢瓶的所述第二等效氢气密度进行修正，得到第二修正后氢气密度；
SOC计算模块，配置为基于所述各储氢瓶的第一修正后氢气密度以及第二修正后氢气密度，计算得到所述储氢系统的SOC。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理单元；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理单元执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至7任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310984741.7A CN117033849B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310984741.7A CN117033849B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117033849A true CN117033849A (zh) | 2023-11-10 |
| CN117033849B CN117033849B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=88625623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310984741.7A Active CN117033849B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117033849B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1706988A (zh) * | 2004-06-10 | 2005-12-14 | 株式会社日立制作所 | 氢燃料制造系统、氢燃料制造方法以及氢燃料制造程序 |
| WO2014150320A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Honda Motor Co. Ltd. | Improved method and system for tank refilling using active fueling speed control |
| CN109520578A (zh) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 神华集团有限责任公司 | 监测含金属材料的储氢容器中氢气含量的方法 |
| KR102096922B1 (ko) * | 2019-10-30 | 2020-04-03 | (주)나이스엔테크 | 액화 가스가 저장된 고압용기의 잔량측정기 및 이를 장착한 고압용기의 관리시스템 |
| CN112534256A (zh) * | 2018-08-07 | 2021-03-19 | 株式会社岛津制作所 | 流体剩余量管理装置、分析系统、流体剩余量管理方法及流体剩余量管理程序 |
| CN114154295A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-03-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种储氢系统氢气剩余量的计算方法、装置及存储介质 |
| CN114234038A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-25 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种氢管理系统及其氢气瓶阀状态检测方法 |
| WO2022111563A1 (zh) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 续驶里程预测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116364969A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-30 | 北京重理能源科技有限公司 | 大功率燃料电池相变散热系统、方法、车辆和存储介质 |
-
2023
- 2023-08-04 CN CN202310984741.7A patent/CN117033849B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1706988A (zh) * | 2004-06-10 | 2005-12-14 | 株式会社日立制作所 | 氢燃料制造系统、氢燃料制造方法以及氢燃料制造程序 |
| WO2014150320A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Honda Motor Co. Ltd. | Improved method and system for tank refilling using active fueling speed control |
| CN109520578A (zh) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 神华集团有限责任公司 | 监测含金属材料的储氢容器中氢气含量的方法 |
| CN112534256A (zh) * | 2018-08-07 | 2021-03-19 | 株式会社岛津制作所 | 流体剩余量管理装置、分析系统、流体剩余量管理方法及流体剩余量管理程序 |
| KR102096922B1 (ko) * | 2019-10-30 | 2020-04-03 | (주)나이스엔테크 | 액화 가스가 저장된 고압용기의 잔량측정기 및 이를 장착한 고압용기의 관리시스템 |
| WO2022111563A1 (zh) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 续驶里程预测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114154295A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-03-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种储氢系统氢气剩余量的计算方法、装置及存储介质 |
| CN114234038A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-25 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种氢管理系统及其氢气瓶阀状态检测方法 |
| CN116364969A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-30 | 北京重理能源科技有限公司 | 大功率燃料电池相变散热系统、方法、车辆和存储介质 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| I.I. AZUBUIKE等: "Natural Gas Compressibility Factor Measurement and Evaluation for High Pressure High Temperature Gas Reservoirs", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC & ENGINEERING RESEARCH》, vol. 7, no. 7, pages 1173 - 1181 * |
| 张玮麟等: "氢燃料电池电动汽车氢气量检测装置的设计", 《电动工具》, pages 24 - 27 * |
| 董航喆等: "高压气源装置的放空时长", 《化学工程与装备》, no. 7, pages 195 - 197 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117033849B (zh) | 2024-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112389213B (zh) | 一种续驶里程预测方法、装置、设备及存储介质 | |
| KR101222874B1 (ko) | 압력과 체적을 이용한 압력용기의 충전량 측정 시스템 및 방법 | |
| JP6102888B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 | |
| CN112484935B (zh) | 车辆加注氢气的泄漏检测系统和方法 | |
| CN111613818B (zh) | 一种燃料电池氢系统的剩余氢气计算方法 | |
| CN105893757B (zh) | 一种用于电压暂降严重程度的综合评估方法 | |
| CN117033849B (zh) | 储氢系统的氢气剩余量soc计算方法、装置及电子设备 | |
| Galassi et al. | Onboard compressed hydrogen storage: Fast filling experiments and simulations | |
| CN114572055A (zh) | 续航里程估算方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN112986731A (zh) | 计及地震不确定性的电气互联系统韧性评估与提升方法 | |
| CN112489734A (zh) | 一种内燃机替代燃料二甲醚燃烧反应机理模型的简化方法 | |
| CN113722956A (zh) | 一种扩口类导管装配密封性预测方法 | |
| CN111178607A (zh) | 一种核电机组高可用性设计监控方法 | |
| CN113553688B (zh) | 最小管沟长度的获取方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| CN111272348B (zh) | 一种gil硬质扣罩氦质谱真空动态检漏的试验装置及方法 | |
| CN109783894B (zh) | 一种基于信息再修正的负荷协调预测方法 | |
| Lan et al. | Research on the hydrogen consumption of fuel cell electric vehicles based on the flowmeter and short-cut method | |
| CN113933718B (zh) | 一种退役电池容量分选方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN217055546U (zh) | 一种隔膜压缩机性能检测系统 | |
| CN114235108B (zh) | 基于数据分析燃气流量计异常状态检测方法和装置 | |
| CN114352514A (zh) | 一种隔膜压缩机性能检测系统 | |
| CN114970246B (zh) | 一种预应力复合材料加固缺陷管道的极限承载力预测方法及装置 | |
| CN117785643B (zh) | 一种软件开发用性能测试平台 | |
| CN116204994A (zh) | 一种垫片蠕变松弛性能预测方法、设备及存储介质 | |
| CN213275166U (zh) | 一种气瓶内测法水压试验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |