[发明专利]一种燃料电池供氢控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及燃料电池领域，公开一种燃料电池供氢控制系统及控制方法。所述燃料电池供氢控制系统包括依次串联设置的氢气源、喷氢电磁阀组、入堆氢压测量模块、燃料电池堆和排氢阀，喷氢电磁阀组包括并联设置的补偿阀和N个喷氢阀，N为整数，且N≥2，N个喷氢阀以等周期T依次循环开启，补偿阀用于抑制由于排氢阀开启导致的燃料电池堆内压力骤降现象。本发明通过对喷氢阀的控制，实现对供氢压力的精确控制，解决大功率需求时喷氢阀长时间开启带来的寿命问题和短时间关闭带来的压力波动大的问题，另外，通过对补偿阀的控制，有效抑制由于排氢阀开启导致的燃料电池堆内压力骤降现象。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池供氢控制系统及控制方法。

背景技术

燃料电池作为一种高效、零污染车用电源，是汽车动力电气化的理想选择。燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源，由于其高效率和低排放等众多优点，逐渐成为了车载发动机的研究重点。供氢控制是燃料电池发动机系统的控制核心之一，在燃料电池系统工作时阳极氢气压力波动会造成燃料电池系统性能下降，甚至影响燃料电池的寿命。

现有燃料电池系统一般是通过控制单一喷氢阀驱动周期的占空比来调节阀的开度，进而控制氢气压力满足系统功率需求。但是当功率需求较大时，会出现单一喷氢阀开启时间过长，阀体过热影响使用寿命等问题。另外，针对供氢过程中产生的压力波动，现有燃料电池系统仅仅通过优化阀的驱动周期占空比来进行改善，无法有效地减小电磁阀开启和关闭时产生的压力波动，也无法有效抑制排氢阀开启带来的压力骤降问题。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池供氢控制系统及控制方法，解决大功率需求时喷氢阀长时间开启带来的寿命问题和短时间关闭带来的压力波动大的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池供氢控制系统，包括依次串联设置的氢气源、喷氢电磁阀组、入堆氢压测量模块、燃料电池堆和排氢阀，所述喷氢电磁阀组包括并联设置的补偿阀和N个喷氢阀，N为整数，且N≥2，N个所述喷氢阀以等周期T依次循环开启，所述补偿阀用于抑制由于所述排氢阀开启导致的所述燃料电池堆内压力骤降现象。

作为本发明的燃料电池供氢控制系统的优选方案，每个所述喷氢阀的开启时间均为T_on，相邻两个所述喷氢阀的开启时间间隔为T/N。

作为本发明的燃料电池供氢控制系统的优选方案，当燃料电池系统的需求功率值小于预设功率值时，设定T_on＜T/N。

作为本发明的燃料电池供氢控制系统的优选方案，当燃料电池系统的需求功率值大于等于预设功率值时，设定T_on≥T/N。

一种燃料电池供氢控制方法，用于控制如上所述的燃料电池供氢控制系统，包括喷氢阀控制方法，所述喷氢阀控制方法包括以下步骤：

S1、判断当前入堆氢压值是否小于目标氢压值，若是，则保持喷氢阀的开启时间不变，并跳转至步骤S2，若否，则保持喷氢阀的工作周期不变，并跳转至步骤S3；

S2、判断当前工作周期是否大于工作周期的预设最小值，若是，则减小工作周期，以升高当前入堆氢压值；

S3、判断当前开启时间是否大于开启时间的预设最小值，若是，则减小开启时间，以降低当前入堆氢压值。

作为本发明的燃料电池供氢控制方法的优选方案，在步骤S2中，判断当前开启时间是否大于开启时间的预设最小值，若否，则保持工作周期不变，增加开启时间，以升高当前入堆氢压值。

作为本发明的燃料电池供氢控制方法的优选方案，在步骤S3中，判断当前开启时间是否大于开启时间的预设最小值，若否，则保持开启时间不变，增加工作周期，以降低当前入堆氢压值。