[发明专利]用于风机的电机转矩控制方法、装置和计算机可读介质

说明书

技术领域

大体而言，本公开涉及用于风机的电机转矩控制方法，更具体地，涉及用于风机的电机转矩控制方法，该方法可以在寒冷启动条件下迅速升高燃料电池堆的温度。

背景技术

如本领域中所理解的，典型的燃料电池车包括燃料电池堆(在燃料电池堆中，用作动力源的多个燃料电池相互堆叠)、用于供应燃料(例如，氢等)给燃料电池堆的燃料供应系统、用于供应氧(其是电化学反应所需的氧化剂)的空气供应系统、用于控制燃料电池堆的温度的水/热管理系统等。燃料供应系统使氢罐中的压缩氢减压并供应减压的氢给燃料电池堆的燃料电极(阳极)。空气供应系统供应通过操作风机抽吸的外部空气给燃料电池堆的空气电极(阴极)。

当将氢供应给燃料电池堆的阳极并将氧供应给阴极时，氢离子经由催化反应在阳极分离出。分离的氢离子经电解质膜转移到作为阴极的氧化电极。在阳极分离的氢离子、电子和氧一起引起在氧化电极的电化学反应，且因此，电能可以通过该反应而获得。详细地，氢的电化学氧化发生在阳极，且氧的电化学还原发生在阴极。由于在该过程中所产生的电子的运动，产生电和热，且由于氢和氧结合的化学作用而产生水蒸气或水。

提供排出装置以排出在产生燃料电池堆的电能时产生的副产物，如水蒸气、水和热，未反应的氢、氧等气体，如水蒸气、氢和氧，通过排出路径排出到大气中。

例如风机、氢再循环风机和用于驱动燃料电池的水泵的组件被连接到主总线端子，以促进燃料电池的启动。用于促进电源断开和连接的各类继电器，以及用于防止反向电流流入燃料电池的二极管，可以连接到主总线端子。

通过风机所供应的空气通过加湿器加湿，并然后供应给燃料电池堆的阴极(空气电极)。来自阴极的废气转移到加湿器，废气通过内部产生的水分进行加湿，并且可以用于加湿要通过风机供应到阴极的干燥空气。这样的风机可以包括电机、用于产生旋转力(转矩)的磁性转子、用于抽吸空气的叶片等。

同时，包括在风机中的电机可以是永久磁体同步电机。图1是示出在永久磁体同步电机控制系统中的q轴电流指令与d轴电流指令之间的关系的曲线图。通常而言，按照来自上级控制器或外部系统的转矩指令，电流指令发生器(未示出)产生与转矩指令对应的q轴电流指令(例如，转矩分配电流指令)，并产生d轴电流指令(例如，磁通量分配电流指令)，其中d轴电流指令设置为“0”，以在最大效率运行电机。

由电流指令发生器所产生的电流指令被输出到电流控制器(未示出)，且电流控制器产生d轴和q轴电压指令。此后，产生3-相电压指令，且电机经由脉冲宽度调制(PWM)过程和3-相电流控制过程来控制。

同时，当燃料电池车停止时，在驱动期间所产生的水分含量留在燃料电池堆中。此外，当车辆的外部温度非常低时，这些留存的水被冷凝而引起成冰的相变，之后出现无法启动燃料电池车的问题。为确保在这样的寒冷启动环境中的寒冷启动性，可以采用经使用加热器快速解冻冷却剂的方法以及在空气供应系统管线上安装加热器并升高空气温度的方法。

然而，在寒冷启动期间在风机与加湿器之间的抽吸管线上安装加热器的方法，或通过围绕燃料电池堆的包围物的内部将从燃料电池堆排出的暖空气进行循环来加热燃料电池堆的方法存在有以下问题，必须安装额外的加热器，且需要燃料电池堆的结构变化，因此，使得组成部件的布置设计复杂化并增加生产成本。此外，存在的问题是，需要过多的时间来操作加热器并将燃料电池堆的温度升高到合适的水平。

发明内容

因此，鉴于现有技术中出现的上述问题，已做出本公开，且本公开的目的是提供用于风机的电机转矩控制方法，其可以通过以低效率运行燃料电池车的风机的电机来迅速升高燃料电池堆的温度。

为实现上述目的，本公开提供用于风机的电机转矩控制方法，包括以下步骤：基于风机的电机的温度来设置电机的相电流指令值；按照所设置的相电流指令值来计算不为零的d轴电流指令值；以及输出所计算出的d轴电流指令值。

d轴电流指令值可以使用所设置的相电流指令值和按照输入速度指令值所确定的q轴电流指令值来计算。

相电流指令值所设置的值可以随风机的电机的温度增加而减小。

电机转矩控制方法还可以包括，确定当前条件是否为燃料电池车的外部温度低于或等于预设温度的寒冷启动条件，其中，仅当确定当前条件为寒冷启动条件时，根据电机的温度设置电机的相电流指令值。

附图说明

基于结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的上述及其他目的、特征和优点，其中：

图1是示出在传统永久磁体同步电机控制系统中的q轴电流指令与d轴电流指令之间的关系的曲线图。