[发明专利]一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制系统

权利要求书

1.一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制系统，包括依次连接的储氢瓶(1)、减压阀、电磁阀、氢气压力传感器(6)、泄放阀(7)及燃料电池(10)，其特征在于，该系统还包括功率需求预测模块(8)和燃料电池系统控制器(9)；所述减压阀包括一级减压阀(2)、二级减压阀Ⅰ(3)和二级减压阀Ⅱ(4)；所述电磁阀为三通电磁阀(5)；

所述一级减压阀(2)分别与二级减压阀Ⅰ(3)和二级减压阀Ⅱ(4)级联，构成两个单独的供气支路；其中，二级减压阀Ⅰ(3)的输出压力为0.5bar，构成低压供气支路；二级减压阀Ⅱ(4)输出压力为1.5bar，构成高压供气支路；

所述燃料电池系统控制器(9)根据接收的燃料电池阳极入口的压力信号和整车需求功率及其功率变化率信号，控制输出三通电磁阀(5)的工作模式切换信号，从而控制三通电磁阀(5)工作模式的切换；

所述燃料电池系统控制器(9)根据功率需求预测模块(8)对近未来时刻的整车需求功率及其功率变化率，控制三通电磁阀(5)的工作模式，具体包括：若预测的未来2秒时刻功率和功率变化率分别同时超过一定阈值，则系统开启高压模式运行，直到功率爬升结束前0.4秒切换回低压模式运行，之后若预测的未来2秒时刻功率和功率变化率始终不超过设定阈值，则系统维持在低压模式运行，继续等待下一次功率爬升再切换高压模式运行，依次类推。

2.根据权利要求1所述的一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制系统，其特征在于，所述三通电磁阀(5)的工作模式包括高压模式和低压模式；其中，

高压模式：三通电磁阀(5)选择接通二级减压阀Ⅱ(4)，燃料电池阳极入口压力为1.5bar；

低压模式：三通电磁阀(5)选择接二级减压阀Ⅰ(3)，燃料电池阳极入口压力为0.5bar。

3.根据权利要求2所述的一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制系统，其特征在于，所述燃料电池系统控制器(9)控制系统中三通电磁阀(5)工作模式，具体包括：

1)车辆启动后，控制系统开启阳极低压模式运行，设置判断标志位：S_0.4＝0,S_2.0＝0；

2)车辆开始行驶后，动力系统控制器中功率需求预测模块不间断预测相对于当前时刻的0.4秒后和2.0秒后的整车需求功率和功率变化率；

3)当未来2.0秒时刻的预测功率和功率变化率分别且同时超过相应的设定阈值，系统由阳极低压模式切换为阳极高压模式运行，紧接着判断未来0.4秒时刻的预测数值是否也同时超过相应的设定阈值，若是，设置判断标志位为S_0.4＝1,S_2.0＝1，若否，则设置判断标志位为S_0.4＝0,S_2.0＝1；

4)随着时间的推移，功率需求预测模块继续预测，系统在阳极高压模式持续运行，直到某一时刻所预测的未来2.0秒的功率和功率变化率低于设定阈值，紧接着判断S_2.0是否等于1，若是，再次判断未来0.4秒时刻的预测数值是否超过相应的设定阈值，若超过，设置判断标志位为S_0.4＝1,S_2.0＝0，若未超过，则设置判断标志位为S_0.4＝0,S_2.0＝0；

5)进入条件循环，在此循环中持续预测未来0.4秒和2.0秒时刻的功率和功率变化率，直到满足条件：未来0.4秒的预测功率和功率变化率低于设定阈值且S_0.4＝1，跳出循环继续判断；

6)判断未来2.0秒的预测功率和功率变化率是否超过设定阈值，若是，系统以阳极高压模式运行，同时设置判断标志位为S_0.4＝0,S_2.0＝1，若否，系统以阳极低压模式运行，设置标志位为S_0.4＝0,S_2.0＝0；

7)在车辆停车熄火关闭系统之前，重复执行第2步到第6步。