[发明专利]一种基于多因素目标优化算法的快速加氢控制方法

权利要求书

1.一种基于多因素目标优化算法的快速加氢控制方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：建立基于三级氢气加注系统的集总参数热力学加氢模型；

S2：根据气瓶初始残余压力、环境温度、预冷等级及三级加注系统压力等级，将加注时间t、加注完成后气瓶内部氢气质量占额定容量的百分比SOC和预冷能耗W作为优化目标，三级加注系统的压力切换点和入口氢气的预冷温度x作为优化参数，建立多目标优化模型为：

min[W(x),t(x),-SOC(x)]

s.t.x∈X

其中，X为压力切换系数和预冷温度的取值范围；

将加注时间和氢气的SOC设置为约束条件，将多目标优化模型转为单目标优化模型，如下所示：

min W(x)

其中，ε₁表示加注时间约束，ε₂表示SOC约束；S3：采用优化算法求解参数，作为三级加注系统的控制参数。

2.根据权利要求1所述的快速加氢控制方法，其特征在于，步骤S1中，建立基于三级加注系统的集总参数热力学加氢模型，根据模型[W,t,P,T,SOC]＝f(P1,T1,P2,T2,V,Tamb)计算出预冷能耗、加注时间及车载氢气瓶加注完成后的氢气状态，其中W表示预冷能耗，t表示加注时间，P和T分别是温度传感器和压力传感器采集的车载氢气瓶的压力和温度，V表示气瓶体积，SOC表示加注完成后气瓶内部氢气的质量占额定容量的百分比，Tamb表示环境温度；

其中，SOC定义为加注完成之后气瓶内氢气的质量m_c(final)与标准状态下相同体积氢气质量的比值，计算公式如下：

其中，ρ_{g(288K,35MPa)}、V_c分别表示标准状态下氢气的密度和体积。

3.根据权利要求2所述的快速加氢控制方法，其特征在于，三级氢气加注系统的切换点系数定义为：

a＝P_swit/P_sto

切换点等级划分为：

a＝0.95、0.94、……、x

其中P_swit表示切换压力，P_sto表示当前加注高压储氢瓶的压力等级，x≥0.55；当加注是从低级储氢瓶开始时，此时确定的切换点系数用于中级储氢瓶加注时的切换点；在加注过程中，当车载氢气瓶压力与此时加注级别储氢瓶压力比值达到切换点时，切换为下一级别储氢瓶进行加注。

4.根据权利要求2所述的快速加氢控制方法，其特征在于，预冷系统的预冷能耗为：

其中，Δh为氢气焓值变化量，为氢气的质量流量，COP为冷冻机的能效比。