[发明专利]一种多堆燃料电池氢气供应系统的控制方法

权利要求书

1.一种多堆燃料电池氢气供应系统的控制方法，其特征在于：所述多堆燃料电池氢气供应系统包括氢气储存装置(1)、通过管路与氢气储存装置(1)连接的减压阀组件(2)、EJM氢气供给模块(11)和燃料电池电堆(12)，所述EJM氢气供给模块(11)的数量和燃料电池电堆(12)的数量相同且通过管路一一对应连接，所述EJM氢气供给模块(11)包括EJM控制器(10)、与减压阀组件(2)连接的中压氢气供给口(13)、与中压氢气供给口(13)连接的阳极压力调节阀(4)、与阳极压力调节阀(4)连接的引射器(5)以及与引射器(5)连接的低压氢气出口(15)，燃料电池电堆(12)的阳极氢气供给口连接低压氢气出口(15)；所述引射器(5)通过管路连接汽水分离器(8)，所述汽水分离器(8)通过管路分别连接EJM氢气供给模块(11)的排氢口(17)和氢气循环口(16)，燃料电池电堆(12)的反应气体出口连接氢气循环口(16)，所述EJM控制器(10)分别电性连接阳极压力调节阀(4)、引射器(5)、汽水分离器(8)；各EJM氢气供给模块(11)中的EJM控制器(10)通过控制器域网连接燃料电池控制器(18)，以实现多电堆的并联运行和控制；

所述中压氢气供给口(13)与阳极压力调节阀(4)之间的管路上设置有氢气中压压力传感器(3)，所述引射器(5)与低压氢气出口(15)之间的管路上设置有泄压阀(6)和氢气低压压力传感器(7)，所述泄压阀(6)位于引射器(5)和氢气低压压力传感器(7)之间且泄压阀(6)连接EJM氢气供给模块(11)上的泄压排放口(14)，所述排氢口(17)与汽水分离器(8)之间的管路上设置有排氢电磁阀(9)；所述EJM控制器(10)分别电性连接氢气中压压力传感器(3)、泄压阀(6)、氢气低压压力传感器(7)和排氢电磁阀(9)；

所述控制方法包括燃料电池控制器(18)与EJM氢气供给模块(11)的控制方法，以及EJM氢气供给模块(11)的内部控制方法，

所述燃料电池控制器(18)与EJM氢气供给模块(11)的控制方法包括，各EJM氢气供给模块(11)内的EJM控制器(10)通过控制器域网接收燃料电池控制器(18)的控制指令，同时EJM控制器(10)也实时上报采集数据信息和自身的状态信息；

所述EJM氢气供给模块(11)的内部控制方法包括以下步骤，

1)根据工况需求，燃料电池控制器(18)向各个EJM氢气供给模块(11)输出压力目标利用EJM控制器(10)内的过渡模块(19)对目标阳极压力进行滤波，得到参考压力

2)根据参考压力和氢气低压传感器(7)采集的实际反馈阳极压力p_an之差，经过EJM控制器(10)内的PID控制模块(20)计算，得到反馈控制量u_b；

3)根据需求电流i，通过EJM控制器(10)内的电流补偿模块(21)查表得到电流前馈控制量u_c；

4)根据电堆操作要求，EJM控制器(10)向排氢电磁阀(9)输出排氢序列命令d_p；

5)根据排氢命令d_p，测得的环境压力p_en及阳极压力p_an，通过排氢补偿模块(22)得到排氢补偿量u_p；

6)将反馈控制量u_b、电流前馈控制量u_c及排氢补偿量u_p相加，得到压力调节阀开度u：

u＝u_b+u_c+u_p；

7)EJM控制器(10)计算压力调节阀开度u，并向压力调节阀(4)下发该指令，控制其开度。

2.根据利要求1所述的多堆燃料电池氢气供应系统的控制方法，其特征在于：所述过渡模块(19)采用的微分方程如下，

其中，为参考压力；为参考压力对时间的导数；为设定阳极压力；T为时间常数。