[发明专利]一种燃料电池控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池控制方法及系统，属于燃料电池管理技术领域，包括获取燃料电池系统的实时状态数据和历史状态数据；根据燃料电池系统的实时状态数据和历史状态数据，计算燃料电池系统各子系统的最优状态；根据各子系统的最优状态，控制各子系统处于最优状态。本发明提供了一套燃料电池管理策略，使系统各状态处于最优值。从而确保燃料电池运行安全，提升燃料电池系统效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池管理技术领域，特别涉及一种燃料电池控制方法及系统。

背景技术

以燃料电池为动力装置的新能源汽车，被认为是21世纪交通工具的终极解决方案。相比于纯电动汽车，燃料电池汽车具有燃料加注时间短、续航里程远等优点。燃料电池系统由多个串联单体和多个辅助系统组成，主要包括空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统。系统整体工作效率既和氧气过量比有关，也和压缩机输入电压、阴极压力，阴极入口流量和阴极出口管道流量有关。因此空气供给系统需要控制空压机的转速和背压阀开度，使进入的氧气流量和阴极压力保持在一个合适的范围内；氢气供气系统需要控制储氢罐的阀门开度，通过一个比例控制器使氢气的流量满足要求；水热管理系统需要控制水泵对电堆进行冷却降温。燃料电池管理需要一套合适的管理策略，使系统各状态处于最优值，从而确保燃料电池运行安全，提升燃料电池系统效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足，提供一种燃料电池控制方法，使得系统各状态稳定在最优值。

为实现以上目的，一方面，本发明采用一种燃料电池控制方法，包括：

获取燃料电池系统的实时状态数据和历史状态数据；

根据燃料电池系统的实时状态数据和历史状态数据，计算燃料电池系统各子系统的最优状态；

根据各子系统的最优状态，控制各子系统处于最优状态。

进一步地，所述燃料电池系统的实时状态数据经传感器实时采集得到，包括空气流量、电堆阴极入堆压力、电堆温度、电堆阳极入堆压力、以及燃料电池工作电流；

所述燃料电池系统的历史状态数据经历史实验得到，包括最优氧气过量比-工作电流对照表、最优阴极入口压力-工作电流对照表、最优阳极入口压力-工作电流对照表以及最优电堆温度-工作电流对照表。

进一步地，所述最优氧气过量比-工作电流对照表的构建过程包括：

固定工作电流，调节空气压缩机的转速，得到不同空气流量并送入燃料电池电堆；并根据氧气过量比的计算公式，计算最优氧气过量比，得到当前工作电流下的最优氧气过量比；根据不同工作电流下的最优氧气过量比，构建得到所述最优氧气过量比-工作电流对照表；

所述最优阴极入口压力-工作电流对照表的构建过程包括：

固定工作电流，调节背压阀目标，得到不同燃料电池电堆阴极入口压力；根据不同燃料电池电堆阴极入口压力，选取最优电堆阴极入口压力；根据不同工作电流下的最优电堆阴极入口压力，构建所述最优阴极入口压力-工作电流对照表；

所述最优阳极入口压力-工作电流对照表的构建过程包括：

固定工作电流，调节背压阀目标，得到不同燃料电池电堆阳极入口压力；根据不同燃料电池电堆阳极入口压力，选取最优电堆阳极入口压力；根据不同工作电流下的最优电堆阳极入口压力，构建所述最优阳极入口压力-工作电流对照表；

所述最优电堆温度-工作电流对照表的构建过程包括：

固定工作电流，调节循环水泵，得到不同燃料电池电堆温度；根据不同燃料电池电堆温度，选取最优电堆温度；根据不同工作电流下的最优电堆温度，构建所述最优电堆温度-工作电流对照表。

进一步地，所述根据燃料电池系统的实时状态数据和历史状态数据，计算燃料电池系统各子系统的最优状态，包括：