[发明专利]一种PEMFC电堆温度控制方法及系统

权利要求书

1.一种PEMFC电堆温度控制方法，其特征在于，包括：

步骤1、获取PEMFC电堆模型的伏安特性曲线，将不同电流值下的目标最佳温度作为初始温度值；

步骤2、根据相邻时刻PEMFC电堆出入口温度相对于PEMFC电堆状态变化的增益变化率以及目标电流值调控PEMFC电堆模型的PID控制参数；

步骤2.1在每个采样周期过程中，通过PEMFC电堆出入口温度的变化值得到增益变化率；

具体为：在每个采样周期中，计算相邻时刻内水冷型PEMFC冷却电堆模型出口温度T_out和入口温度T_in相对于水泵转速v_{wcs_speed}、散热器转速v_{fan_speed}以及需求目标电流值Δu的增益变化率，得到相邻时刻增益变化率的关系表达式：

步骤2.2、采用模型预测控制算法，根据k时刻的PEMFC电堆状态和k时刻的出入口温度，预测得到k+1时刻的PEMFC电堆状态，并作为下一次预测的初始值进行迭代预测；

步骤2.3、在每个采样周期过程中，随PEMFC电堆出入口温度和PEMFC电堆状态的变化迭代更新增益变化率，以此反馈调节PID控制参数；

步骤3、根据PID控制参数和初始温度值控制PEMFC电堆出入口温度；

具体为：将每个采样周期过程中的PID控制参数和初始温度值求和得到最终PEMFC电堆出入口温度。

2.如权利要求1所述的一种PEMFC电堆温度控制方法，其特征在于，以PEMFC电堆的出入口温度为操纵变量，以PEMFC电堆应用对象为被控对象，以PEMFC电堆目标输出电流值为突变扰动量构建电堆模型。

3.如权利要求1所述的一种PEMFC电堆温度控制方法，其特征在于，所述PEMFC电堆应用对象为水泵和/或散热器；PEMFC电堆应用对象的被控变量为水泵转速和/或散热器转速。

4.如权利要求1所述的一种PEMFC电堆温度控制方法，其特征在于，获取PEMFC的伏安特性曲线，采用实验辨识方法确定不同电流值下的最佳温度，构成电流与温度的标定数据表，并作为模型预测控制的基础值。

5.一种PEMFC电堆温度控制系统，其特征在于，包括：

初始模块，用于获取PEMFC电堆模型的伏安特性曲线，将不同电流值下的目标最佳温度作为初始温度值；

优化模块，用于根据相邻时刻PEMFC电堆出入口温度相对于PEMFC电堆状态变化的增益变化率以及目标电流值调控PEMFC电堆模型的PID控制参数；

包括：步骤2.1、在每个采样周期过程中，通过PEMFC电堆出入口温度的变化值得到增益变化率；

具体为：在每个采样周期中，计算相邻时刻内水冷型PEMFC冷却电堆模型出口温度T_out和入口温度T_in相对于水泵转速v_{wcs_speed}、散热器转速v_{fan_speed}以及需求目标电流值Δu的增益变化率，得到相邻时刻增益变化率的关系表达式：

步骤2.2、采用模型预测控制算法，根据k时刻的PEMFC电堆状态和k时刻的出入口温度，预测得到k+1时刻的PEMFC电堆状态，并作为下一次预测的初始值进行迭代预测；

步骤2.3、在每个采样周期过程中，随PEMFC电堆出入口温度和PEMFC电堆状态的变化迭代更新增益变化率，以此反馈调节PID控制参数；

控制模块，用于根据PID控制参数和初始温度值控制PEMFC电堆出入口温度；

具体为：将每个采样周期过程中的PID控制参数和初始温度值求和得到最终PEMFC电堆出入口温度。

6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-4任一项所述的方法。