[发明专利]一种PEMFC电堆温度控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种PEMFC电堆温度控制方法及系统，包括：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；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；根据PID控制参数和初始温度值控制PEMFC电堆出入口温度。采用模型预测控制方法与PID调参方法对PEMFC电堆出入口温度的输出值进行精确控制，降低温度的震荡，解决温度控制的滞后性，避免PEMFC电堆内部出现短时高温，提升温度控制的实时性。

技术领域

本发明涉及燃料电池温度控制技术领域，特别是涉及一种PEMFC电堆温度控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

燃料电池技术作为一种新兴的能源技术，日益受到全世界范围内的关注。其中质子交换膜燃料电池PEMFC以其启停速度快、功率密度高、加载响应好、环保零排放等特点，在新能源交通工具、分布式发电站等方面得到推广应用。

然而，发明人发现，在PEMFC控制技术中，尤其是温度控制技术中，PEMFC长时间使用，PEMFC电堆动态加载大电流过程中，电堆内部多余的热量不能及时排出，造成PEMFC电堆内部温度急剧上升，若PEMFC电堆内部温度超出质子交换膜的耐受能力，将会严重影响PEMFC的使用寿命；针对PEMFC电堆温度控制方法，传统的PEMFC燃料电池系统随着大功率加载时温度控制滞后，易出现出入口温差过大的问题，影响使用寿命，无法有效保证PEMFC系统的可靠性运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种PEMFC电堆温度控制方法及系统，采用模型预测控制方法与PID调参方法对PEMFC电堆出入口温度的输出值进行精确控制，降低温度的震荡，解决温度控制的滞后性，避免PEMFC电堆内部出现短时高温，提升温度控制的实时性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种PEMFC电堆温度控制方法，包括：

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；

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；

根据PID控制参数和初始温度值控制PEMFC电堆出入口温度。

第二方面，本发明提供一种PEMFC电堆温度控制系统，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；

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。

第三方面，本发明提供一种电子设备，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，完成第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：