[发明专利]燃料电池的氢气系统控制方法、装置及设备

说明书

本发明提供一种燃料电池的氢气系统控制方法、装置及设备，方法包括：根据输出功率获取目标入堆流量和目标入堆压力；获取当前的入堆流量和入堆压力；根据目标入堆流量以及入堆流量计算流量误差，根据流量误差获得氢喷射器占空比以及氢气循环泵解耦转速；根据目标入堆压力及入堆压力计算压力误差，根据压力误差获得氢气循环泵转速、氢气喷射器占空比；根据氢气循环泵转速、氢气循环泵解耦转速及标定的前馈补偿转速计算目标转速；通过氢喷射器占空比、氢气喷射器占空比及标定的前端补偿占空比计算目标占空比；根据目标占空比调整氢喷射器和氢气循环泵。本发明优化了氢气控制系统的静态响应和动态响应效果，系统鲁棒性更强，响应时间更短。

技术领域

本发明涉及燃料电池发动机领域，具体而言，涉及一种燃料电池的氢气系统控制方法、装置及设备。

背景技术

在燃料电池发动机系统中，氢气子系统的控制至关重要，氢气子系统的控制主要包括氢喷射器控制、排水阀控制和氢气循环泵控制组成，且该系统通常为强耦合系统。

目前常见的控制方法有两种：

（1）氢喷射器采用闭环控制，氢气循环泵采用开环控制。

（2）氢喷射器与氢气循环泵均采用闭环控制，但不做解耦。

这两种控制方法的主要缺陷在于无法获得精准控制效果，且系统动态性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种燃料电池的氢气系统控制方法、装置及设备，以改善上述问题。

本发明采用了如下方案：

一种燃料电池的氢气系统控制方法，其包括：

根据发动机的输出功率查表获取氢气系统的目标入堆流量Ftar和目标入堆压力Ptar；

获取当前的入堆流量Fact和入堆压力Pact；

根据目标入堆流量Ftar以及入堆流量Fact计算流量误差，并根据所述流量误差获得氢喷射器占空比DPI以及氢气循环泵解耦转速Nde；

根据目标入堆压力Ptar以及入堆压力Pact计算压力误差，并根据所述压力误差获得氢气循环泵转速NPI、氢气喷射器占空比Dde；

根据氢气循环泵转速NPI、氢气循环泵解耦转速Nde以及标定的前馈补偿转速Nfw计算得出目标转速Ntar；

通过氢喷射器占空比DPI、氢气喷射器占空比Dde以及标定获得的前端补偿占空比Dfw计算得出目标占空比Dtar；

根据目标占空比Dtar调整氢喷射器和氢气循环泵到相应状态。

优选地，根据目标入堆流量Ftar以及入堆流量Fact计算流量误差，并根据所述流量误差获得氢喷射器占空比DPI以及氢气循环泵解耦转速Nde，具体包括：

根据目标入堆流量Ftar以及入堆流量Fact计算流量误差Fe=Ftar-Fact；

判断流量误差Fe是否为0；

若Fe不为0，则通过PI算法获取氢喷射器占空比DPI以及氢气循环泵解耦转速Nde；

其中，，

k_p1为相应比例常数，k_i1为相应积分常数，k为采样次数，j为第j次采样，T为采样周期，Fe(j)表示第j次采样时的流量误差的值；

，

k_p2为相应比例常数，k_i2为相应积分常数；

若Fe为0，则将氢喷射器占空比DPI以及氢气循环泵解耦转速Nde设置为0。

优选地，根据目标入堆压力Ptar以及入堆压力Pact计算压力误差，并根据所述压力误差获得氢气循环泵转速NPI、氢气喷射器占空比Dde以及前馈补偿转速Nfw，具体包括：

根据目标入堆压力Ptar以及入堆压力Pact计算压力误差Pe=Ptar-Pact；