CN117276597A - 燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆,该方法通过获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,调节空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,并根据预设环境温度、当前环境温度和空压机当前转速,确定空压机在预设工况下的转换转速,根据当前环境压力、当前电堆入口压力和预设目标入口流量,在三维数据表中确定空压机在预设工况下的理论转速,最后根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露。可以提高管路诊断方法的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池检测技术领域,具体涉及一种燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆。
背景技术
在燃料电池中,空气系统负责源源不断地向电堆阴极提供空气。随着时间的流逝,空气系统中的每个连接管路均有可能会发生泄漏,空气会在达到燃料电池之前被排到外部,电堆所需要的空气量供应不足。如果空压机之前的管路发生泄漏,可能会使未被过滤的空气进入电堆内部,空气中所含有的杂质和硫化物会对电堆造成损害。如果空压机之后的管路发生泄露,部分压缩空气将流出至空气系统外,使得进入电堆的空气量减少,会降低燃料电池发电能力。因此,需要对空气供应系统的密封性进行监测,当空气系统出现泄漏时,系统能够及时地感知到故障的发生,提醒用户进行维护,避免对电堆造成不可挽回的损伤。
申请号为CN202111006667.9的专利申请文件,公开了一种燃料电池车辆空气泄露诊断方法及装置,可以根据燃料电池系统的背压阀的开度数据与预设的动态开度下限之间的大小关系确定空气管路是否存在泄露。但是没有考虑燃料电池空气系统在实际使用时的环境温度与压力。
发明内容
鉴于以上所述相关技术的缺点,本发明提供一种燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆,以解决上述技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种燃料电池空气系统的管路诊断方法,用于燃料电池空气系统,所述燃料电池空气系统包括电堆、截止阀、膜增湿器、背压阀、中冷器、空压机、空滤器、旁通阀和尾排管,所述空滤器、所述空压机、所述中冷器、所述膜增湿器、所述截止阀和所述电堆的进气端顺次连接,所述背压阀、所述膜增湿器、所述尾排管和所述电堆的出气端顺次连接,所述空压机和所述中冷器之间的管路通过所述旁通阀与所述尾排管连接,所述空滤器和所述空压机之间的管路上设置有用于采集空压机入口流量的流量计,所述截止阀和所述电堆的进气端之间的管路上设置有用于采集电堆入口压力的压力传感器,所述方法包括:
获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,所述预设工况包括预设环境温度和预设环境压力,所述压比为环境压力与所述电堆入口压力之间的比值;
关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀;
调节所述空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,所述理论电堆入口压力为在所述预设工况下所述燃料电池空气系统未发生泄露时所述目标入口流量对应的电堆入口压力;
根据所述预设环境温度、所述当前环境温度和所述空压机当前转速,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速;
根据所述当前环境压力、当前电堆入口压力和所述预设目标入口流量,在所述三维数据表中确定空压机在所述预设工况下的理论转速;
根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露。
于本发明一实施例中,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,包括:
若所述转换转速<所述理论转速,且转速差值≤第一预设转速差值,则所述流量计前的管路发生轻微泄露,所述转速差值为所述转换转速与所述理论转速差值的绝对值;
若所述转换转速<所述理论转速,且所述转速差值>所述第一预设转速差值,则所述流量计前的管路发生严重泄露;
若所述转换转速=所述理论转速,则所述燃料电池空气系统的管路未发生泄露。
于本发明一实施例中,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,还包括:
若所述转换转速>所述理论转速,所述当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,所述转速差值≤第二预设转速差值,所述压力差值≤第一预设压力差值,则所述流量计与所述空压机之间的管路出现轻微泄露,所述压力差值为所述当前电堆入口压力与理论电堆入口压力差值的绝对值;
若所述转换转速>所述理论转速,所述当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,所述转速差值>第二预设转速差值,所述压力差值>第一预设压力差值,则所述流量计与所述空压机之间的管路出现严重泄露。
于本发明一实施例中,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,还包括:
若所述转换转速<所述理论转速,所述当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,所述转速差值≤第三预设转速差值,所述压力差值≤第二预设压力差值,则所述空压机至所述背压阀之间的管路出现轻微泄露;
若所述转换转速<所述理论转速,所述当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,所述转速差值>第三预设转速差值,所述压力差值>第二预设压力差值,则所述空压机至所述背压阀之间的管路出现严重泄露。
于本发明一实施例中,关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀之前,所述方法还包括:
检查所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计以及所述压力传感器是否存在故障;
当所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计和所述压力传感器中的任一个设备存在故障时,重复执行检查是否存在故障的步骤;
当所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计和所述压力传感器均不存在故障时,执行关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀的步骤。
于本发明一实施例中,根据所述预设环境温度、所述当前环境温度和所述空压机当前转速,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速,包括:
根据所述预设环境温度、所述当前环境温度、所述空压机当前转速以及转换公式,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速,所述转换公式包括:
其中,ncor为所述转换转速,nact为所述空压机当前转速,Tref为所述预设环境温度,Tact为所述当前环境温度。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请提供一种燃料电池空气系统的管路诊断系统,包括:
电堆、截止阀、膜增湿器、背压阀、中冷器、空压机、空滤器、旁通阀和尾排管,所述空滤器、所述空压机、所述中冷器、所述膜增湿器、所述截止阀和所述电堆的进气端顺次连接,所述背压阀、所述膜增湿器、所述尾排管和所述电堆的出气端顺次连接,所述空压机和所述中冷器之间的管路通过所述旁通阀与所述尾排管连接;
流量计,所述流量计设置在所述空滤器和所述空压机之间的管路上,所述流量计用于采集空压机入口流量的流量计;
压力传感器,所述压力传感器设置在所述截止阀和所述电堆的进气端之间的管路上,所述压力传感器用于采集电堆入口压力的压力传感器。
于本发明一实施例中,所述流量计为质量流量计。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请还提供一种电子设备,所述电子设备包括:
一个或多个处理器;
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器执行时,使得所述电子设备实现前述的一个或多个所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请还提供一种车辆,包括前述的一个或多个所述的燃料电池空气系统的管路诊断系统。
如上所述,本发明提供的一种燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆,具有以下有益效果:
本发明中的一种燃料电池空气系统的管路诊断方法,该方法通过获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,在测试时关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀,调节空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,之后可以获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,并根据预设环境温度、当前环境温度和空压机当前转速,确定空压机在预设工况下的转换转速,根据当前环境压力、当前电堆入口压力和预设目标入口流量,在三维数据表中确定空压机在预设工况下的理论转速,最后根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露。通过获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,并根据该三维数据表与当前信息确定理论转速,综合考虑燃料电池空气系统在实际使用时环境温度与环境压力对参数的影响,可以达到提高管路诊断方法准确性的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术者来讲,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。在附图中:
图1是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池空气系统的管路诊断系统的结构示意图;
图2是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池空气系统的管路诊断方法的流程图;
图3是本申请的一示例性实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解,优选实施例仅为了说明本发明,而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1,图1是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池空气系统的管路诊断系统的结构示意图。参考图1可以看出,该燃料电池空气系统的管路诊断系统可以包括:
电堆110、截止阀120、膜增湿器130、背压阀140、中冷器150、空压机160、空滤器170、旁通阀180和尾排管190,空滤器170、空压机160、中冷器150、膜增湿器130、截止阀120和电堆110的进气端顺次连接,背压阀140、膜增湿器130、尾排管190和电堆110的出气端顺次连接,空压机160和中冷器150之间的管路通过旁通阀180与尾排管190连接,空滤器170和空压机160之间的管路上设置有用于采集空压机入口流量的流量计200,截止阀120和电堆110的进气端之间的管路上设置有用于采集电堆入口压力的压力传感器300。在图1中,箭头的方向可以表示气体的流动方向。
需要说明的是,流量计200可以为质量流量计。空压机160与中冷器150之间不便于布置流量计,且出口和入口流量一般相等,为了便于实际使用,可以将空压机入口流量等效为空压机出口流量。
需要说明的是,中冷器用于对压缩后的高温空气进行冷却,膜增湿器利用电堆阴极出口排出的废气对入口处的空气进行增湿。旁通阀用于使空气绕过电堆,可避免空压机出现喘振。背压阀的作用是控制空气入堆压力。
请参阅图2,图2是本申请的一示例性实施例示出的燃料电池空气系统的管路诊断方法的流程图。参考图2可以看出,该燃料电池空气系统的管路诊断方法可以包括:
步骤S210,获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,预设工况包括预设环境温度和预设环境压力,压比为环境压力与电堆入口压力之间的比值。
在本申请的一个实施例中,操作人员可以预先在预设工况下预先标定空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,在对燃料电池空气系统的管路进行诊断前,可以直接获取预先标定的三维数据表。预设环境温度和预设环境压力可以由操作人员根据燃料电池空气系统的实际使用环境进行确定,预设环境温度和预设环境压力还可以由操作人员设置任意值,本申请实施例对此不作限定。电堆入口压力可以通过压力传感器确定,环境压力也即是燃料电池空气系统当前所在环境的压力。
示例性的,在燃料电池系统搭建完成并检查气密性之后,上电检查各部件是否能够正常动作,在确定各部件均可以正常工作后,将背压阀和截止阀完全开启,将旁通阀完全关闭,然后开始对空压机进行扫点,按照一定的转速间隔采集不同空压机转速下对应的空压机入口流量和压比,并根据不同的空压机转速、空压机入口流量和压比标定三维数据表。预设环境温度可以为0℃,预设环境压力可以为1巴(bar)。
步骤S220,关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀。
在本申请的一个实施例中,在对燃料电池空气系统的管路进行诊断前,可以先关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀。也即是可以先将背压阀和截止阀完全开启,将旁通阀完全关闭。
步骤S230,调节空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,理论电堆入口压力为在预设工况下燃料电池空气系统未发生泄露时目标入口流量对应的电堆入口压力。
在本申请的一个实施例中,预设目标入口流量可以由操作人员根据燃料电池空气系统的实际使用情况确定。可以通过调节空压机转速以改变空压机入口流量,实时检测空压机入口流量与预设目标入口流量之间的大小关系,若当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,则获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力。
需要说明的是,操作人员可以在燃料电池空气系统未发生泄露的情况下,预先标定预设目标入口流量与理论电堆入口压力之间的对应关系,该对应关系可以以集合的形式存储,该对应关系也可以以拟合曲线的形式存储,该对应关系还可以以其他形式存储,本申请实施例对此不作限定。
步骤S240,根据预设环境温度、当前环境温度和空压机当前转速,确定空压机在预设工况下的转换转速。
在本申请的一个实施例中,由于燃料电池空气系统在使用时的实际状况(包括实际环境压力和实际环境温度)与预设工况之间可能存在差异,因而可以根据预设环境温度、当前环境温度以及空压机当前转速,将空压机当前转速转换为空压机在预设工况下的转换转速。
在一示例性实施例中,可以根据预设环境温度、当前环境温度、空压机当前转速以及转换公式,确定空压机在预设工况下的转换转速,转换公式包括:
其中,ncor为转换转速,nact为空压机当前转速,Tref为预设环境温度,Tact为当前环境温度。
步骤S250,根据当前环境压力、当前电堆入口压力和预设目标入口流量,在三维数据表中确定空压机在预设工况下的理论转速。
在本申请的一个实施例中,可以根据当前环境压力和当前电堆入口压力确定当前压比,之后可以根据当前压比以及预设目标入口流量,在三维数据表中确定空压机在预设工况下的理论转速。
步骤S260,根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露。
在本申请的一个实施例中,可以根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露。
在一示例性实施例中,步骤S260根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露的过程,可以包括步骤S261至步骤S267。
步骤S261,若转换转速<理论转速,且转速差值≤第一预设转速差值,则流量计前的管路发生轻微泄露,转速差值为转换转速与理论转速差值的绝对值。
需要说明的是,第一预设转速差值>0。
步骤S262,若转换转速<理论转速,且转速差值>第一预设转速差值,则流量计前的管路发生严重泄露。
步骤S263,若转换转速=理论转速,则燃料电池空气系统的管路未发生泄露。
步骤S264,若转换转速>理论转速,当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,转速差值≤第二预设转速差值,压力差值≤第一预设压力差值,则流量计与空压机之间的管路出现轻微泄露,压力差值为当前电堆入口压力与理论电堆入口压力差值的绝对值。
步骤S265,若转换转速>理论转速,当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,转速差值>第二预设转速差值,压力差值>第一预设压力差值,则流量计与空压机之间的管路出现严重泄露。
步骤S266,若转换转速<理论转速,当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,转速差值≤第三预设转速差值,压力差值≤第二预设压力差值,则空压机至背压阀之间的管路出现轻微泄露。
需要说明的是,空压机至背压阀之间的管路可以包括空压机至电堆入口之间各设备的连接管路,还可以包括电堆出口与背压阀之间的连接管路。
步骤S267,若转换转速<理论转速,当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,转速差值>第三预设转速差值,压力差值>第二预设压力差值,则空压机至背压阀之间的管路出现严重泄露。
需要说明的是,当管路出现轻微泄露时,燃料电池空气系统还可以继续工作,可以在预设运行时间后再次对燃料电池空气系统的管路进行诊断,若管路依旧存在轻微泄露,则提示操作人员需要对燃料电池空气系统进行检修。当管路出现严重泄露时,提醒操作人员需要对燃料电池空气系统进行检修。
需要说明的是,第一预设压力差值、第二预设压力差值、第一预设转速差值、第二预设转速差值以及第三预设转速差值可以由操作人员根据燃料电池空气系统的实际工作情况进行标定。
在一示例性实施例中,在执行步骤S220关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀之前,燃料电池空气系统的管路诊断方法还可以包括步骤S310至步骤S330。
步骤S310,检查空压机、背压阀、旁通阀、截止阀、流量计以及压力传感器是否存在故障;
步骤S320,当空压机、背压阀、旁通阀、截止阀、流量计和压力传感器中的任一个设备存在故障时,重复执行检查是否存在故障的步骤。
需要说明的是,当空压机、背压阀、旁通阀、截止阀、流量计和压力传感器中的任一个设备存在故障时,可以重复执行步骤S310。
步骤S330,当空压机、背压阀、旁通阀、截止阀、流量计和压力传感器均不存在故障时,执行关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀的步骤。
需要说明的是,当空压机、背压阀、旁通阀、截止阀、流量计和压力传感器均不存在故障时,可以执行步骤S220。
需要说明的是,使用本申请实施例提供的燃料电池空气系统的管路诊断方法,可以在开机过程中对燃料电池的空气系统进行泄漏诊断。该方法没有增加额外的硬件设备需求,且该方法可与开机吹扫过程相结合,在进行吹扫的同时,即进行泄漏诊断检查,一旦发现空气系统存在泄漏情况,可及时报警通知,通知使用人员进行维修,这样既可以防止由于漏气造成的电堆饥饿现象,也能防止泄漏处的进入的杂质对电堆造成的损伤。
综上所述,本申请实施例的方法通过获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,在测试时关闭旁通阀、开启背压阀和截止阀,调节空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,之后可以获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,并根据预设环境温度、当前环境温度和空压机当前转速,确定空压机在预设工况下的转换转速,根据当前环境压力、当前电堆入口压力和预设目标入口流量,在三维数据表中确定空压机在预设工况下的理论转速,最后根据转换转速、理论转速、当前电堆入口压力和理论电堆入口压力确定燃料电池空气系统的管路是否泄露。通过获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,并根据该三维数据表与当前信息确定理论转速,综合考虑燃料电池空气系统在实际使用时环境温度与环境压力对参数的影响,可以达到提高管路诊断方法准确性的效果。
本申请的实施例还提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,使得电子设备实现上述各个实施例中提供的燃料电池空气系统的管路诊断方法。
请参见图3,本申请实施例还提供了一种电子设备300,包括处理器301、存储器302和通信总线303;
通信总线303用于连接处理器301和存储器302;
处理器301用于执行存储器302中存储的计算机程序,以实现如上述实施例提供的一个或多个燃料电池空气系统的管路诊断方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,
计算机程序用于使计算机执行如上述任一实施例提供的方法。
附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本申请中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖但不排他的包含。在本申请实施例中,术语“第一”和“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。在附图中,为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解,当元件或层被称为在另一元件或层“上”时,它可以直接在其他元件上,或者可以存在中间的层。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,用于燃料电池空气系统,所述燃料电池空气系统包括电堆、截止阀、膜增湿器、背压阀、中冷器、空压机、空滤器、旁通阀和尾排管,所述空滤器、所述空压机、所述中冷器、所述膜增湿器、所述截止阀和所述电堆的进气端顺次连接,所述背压阀、所述膜增湿器、所述尾排管和所述电堆的出气端顺次连接,所述空压机和所述中冷器之间的管路通过所述旁通阀与所述尾排管连接,所述空滤器和所述空压机之间的管路上设置有用于采集空压机入口流量的流量计,所述截止阀和所述电堆的进气端之间的管路上设置有用于采集电堆入口压力的压力传感器,所述方法包括:
获取在预设工况下表示空压机入口流量、压比和空压机转速之间对应关系的三维数据表,所述预设工况包括预设环境温度和预设环境压力,所述压比为环境压力与所述电堆入口压力之间的比值;
关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀;
调节所述空压机转速以使当前空压机入口流量与预设目标入口流量相等,获取当前环境温度、空压机当前转速、当前电堆入口压力以及理论电堆入口压力,所述理论电堆入口压力为在所述预设工况下所述燃料电池空气系统未发生泄露时所述目标入口流量对应的电堆入口压力;
根据所述预设环境温度、所述当前环境温度和所述空压机当前转速,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速;
根据所述当前环境压力、当前电堆入口压力和所述预设目标入口流量,在所述三维数据表中确定空压机在所述预设工况下的理论转速;
根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露。
2.根据权利要求1所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,包括:
若所述转换转速<所述理论转速,且转速差值≤第一预设转速差值,则所述流量计前的管路发生轻微泄露,所述转速差值为所述转换转速与所述理论转速差值的绝对值;
若所述转换转速<所述理论转速,且所述转速差值>所述第一预设转速差值,则所述流量计前的管路发生严重泄露;
若所述转换转速=所述理论转速,则所述燃料电池空气系统的管路未发生泄露。
3.根据权利要求2所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,还包括:
若所述转换转速>所述理论转速,所述当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,所述转速差值≤第二预设转速差值,所述压力差值≤第一预设压力差值,则所述流量计与所述空压机之间的管路出现轻微泄露,所述压力差值为所述当前电堆入口压力与理论电堆入口压力差值的绝对值;
若所述转换转速>所述理论转速,所述当前电堆入口压力>理论电堆入口压力,所述转速差值>第二预设转速差值,所述压力差值>第一预设压力差值,则所述流量计与所述空压机之间的管路出现严重泄露。
4.根据权利要求2所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,根据所述转换转速、所述理论转速、所述当前电堆入口压力和所述理论电堆入口压力确定所述燃料电池空气系统的管路是否泄露,还包括:
若所述转换转速<所述理论转速,所述当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,所述转速差值≤第三预设转速差值,所述压力差值≤第二预设压力差值,则所述空压机至所述背压阀之间的管路出现轻微泄露;
若所述转换转速<所述理论转速,所述当前电堆入口压力<理论电堆入口压力,所述转速差值>第三预设转速差值,所述压力差值>第二预设压力差值,则所述空压机至所述背压阀之间的管路出现严重泄露。
5.根据权利要求1所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀之前,所述方法还包括:
检查所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计以及所述压力传感器是否存在故障;
当所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计和所述压力传感器中的任一个设备存在故障时,重复执行检查是否存在故障的步骤;
当所述空压机、所述背压阀、所述旁通阀、所述截止阀、所述流量计和所述压力传感器均不存在故障时,执行关闭所述旁通阀、开启所述背压阀和所述截止阀的步骤。
6.根据权利要求1所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法,其特征在于,根据所述预设环境温度、所述当前环境温度和所述空压机当前转速,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速,包括:
根据所述预设环境温度、所述当前环境温度、所述空压机当前转速以及转换公式,确定所述空压机在所述预设工况下的转换转速,所述转换公式包括:
其中,ncor为所述转换转速,nact为所述空压机当前转速,Tref为所述预设环境温度,Tact为所述当前环境温度。
7.一种燃料电池空气系统的管路诊断系统,其特征在于,包括:
电堆、截止阀、膜增湿器、背压阀、中冷器、空压机、空滤器、旁通阀和尾排管,所述空滤器、所述空压机、所述中冷器、所述膜增湿器、所述截止阀和所述电堆的进气端顺次连接,所述背压阀、所述膜增湿器、所述尾排管和所述电堆的出气端顺次连接,所述空压机和所述中冷器之间的管路通过所述旁通阀与所述尾排管连接;
流量计,所述流量计设置在所述空滤器和所述空压机之间的管路上,所述流量计用于采集空压机入口流量的流量计;
压力传感器,所述压力传感器设置在所述截止阀和所述电堆的进气端之间的管路上,所述压力传感器用于采集电堆入口压力的压力传感器。
8.根据权利要求7所述的燃料电池空气系统的管路诊断系统,其特征在于,所述流量计为质量流量计。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
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器执行时,使得所述电子设备实现如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池空气系统的管路诊断方法。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求7或8所述的燃料电池空气系统的管路诊断系统。
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CN202311127174.XA CN117276597A (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆 |
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CN202311127174.XA Pending CN117276597A (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 燃料电池空气系统的管路诊断方法、系统、设备及车辆 |
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