[发明专利]一种氢气加注的最优策略确定方法、系统及电子设备

说明书

本发明涉及一种氢气加注的最优策略确定方法、系统及电子设备，属于氢气加注技术领域。本发明利用评估网络模型选取加注速度最快且引起储氢瓶内氢气区的温度及储氢瓶的铝内胆内壁的温度的变化最小的加注动作，作为最优加注动作；利用热力学模型，进行状态更新，利用目标网络模型对评估网络模型进行训练，直到达到加注终点，获得1条加注策略，此时将训练后的评估网络模型的参数复制给目标网络模型，采用上述步骤获取N条加注策略，从中选取最优加注策略。本发明结合储氢瓶的热力学模型与深度强化学习方法实时设计出最优加注策略，实现不同的初始储氢瓶压强、温度与固定加注时间条件下，使储氢瓶内温度上升尽可能小。

技术领域

本发明涉及氢气加注技术领域，特别是涉及一种氢气加注的最优策略确定方法、系统及电子设备。

背景技术

随着与日俱增的化石能源消耗，温室气体的排放对全球气候的影响不断加剧。氢能，作为替代石油和天然气最有潜力的能源之一，备受研究人员关注。燃料电池汽车作为氢能在交通运输领域的主要应用载体也成为汽车行业的下一片蓝海。燃料电池电动汽车相比起动力电池汽车，具有高效率、低噪声、无污染、加注速度快等优势。燃料电池汽车的加注速度和续航里程是由加注过程车载储氢瓶内的压强、温度变化情况决定的。一方面储氢瓶的加注过程中的温升现象引起储氢密度降低，减小燃料电池汽车的续驶里程。另一方面，车载储氢瓶的温度和压强变化对储氢瓶的疲劳损伤有直接关系，所以对储氢瓶的安全性有重要影响。如何针对储氢瓶的不同状态制定加注策略，以提高加注速度，并减小加注过程中引起的储氢瓶内的温度的变化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氢气加注的最优策略确定方法、系统及电子设备，以实现针对储氢瓶的不同状态制定加注策略，提高加注速度，并减小加注过程中引起的储氢瓶内的温度的变化。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种氢气加注的最优策略确定方法，所述方法包括如下步骤：

构建储氢瓶的热力学模型，并将储氢瓶的初始的状态设置为储氢瓶的当前状态；所述状态包括储氢瓶内氢气区的温度、储氢瓶的铝内胆内壁的温度和储氢瓶内氢气的压强；

基于储氢瓶的当前状态，利用评估网络模型选取下一个最优加注动作；所述加注动作包括加注氢气的质量流量，所述最优加注动作为加注速度最快且引起储氢瓶内氢气区的温度及储氢瓶的铝内胆内壁的温度的变化最小的加注动作；

基于所述热力学模型，确定执行所述最优加注动作后所述储氢瓶的状态，作为储氢瓶的当前状态，并根据目标网络模型对评估网络模型进行训练；

返回步骤“基于储氢瓶的当前状态，利用深度强化学习模型选取下一个最优加注动作”，直到达到加注终点，获得第j条加注策略，并将训练后的评估网络模型的参数复制给所述目标网络模型，令j的数值增加1，并将储氢瓶的初始的状态作为储氢瓶的当前状态，返回步骤“基于储氢瓶的当前状态，利用评估网络模型选取下一个最优加注动作”，直到获得N条加注策略；

在N条加注策略中选取最优加注策略；所述最优加注策略为加注速度最快且引起储氢瓶内氢气区的温度及储氢瓶的铝内胆内壁的温度的变化最小的加注策略。

可选的，所述基于所述热力学模型，确定执行所述最优加注动作后所述储氢瓶的状态，具体包括：

基于所述热力学模型，确定执行所述最优加注动作后的储氢瓶内氢气区的温度；

根据储氢瓶内氢气区的温度，基于所述热力学模型，计算储氢瓶的铝内胆内壁的温度和储氢瓶内氢气的压强。

可选的，所述基于所述热力学模型，确定执行所述最优加注动作后的储氢瓶内氢气区的温度，具体包括：

基于所述热力学模型，计算储氢瓶的总等效阻值为：

；