[发明专利]一种燃料电池增压控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池增压控制系统及方法，系统包括：空气预充室，所述空气预充室的一端与空压机相连通，用于预先存储空气；控制器，用于确定所述空气预充室的目标压力及目标流量，基于所述目标压力及所述目标流量确定所述空压机的目标转速；基于所述目标转速控制所述空压机运行；如此，利用空气预充室预先存储空气，空压机只需及时响应空气预充室的目标压力及目标流量，降低了燃料电池电堆对空压机动态响应速率的要求，避免了空压机需要系统输出功率的动态响应带来的大量的额外功率消耗，从而优化了空压机工作效率。

技术领域

本发明属于车辆燃料电池控制技术领域，尤其涉及一种燃料电池增压控制系统及方法。

背景技术

空气作为燃料电池反应气体之一，由空气供给系统增加后进入电堆阴极。空气中氧气与纸质交换膜透过的氢离子，以及外部电路传输过来的电子结合生成水。其后，空气将生成的多余水带出电堆，排放到大气中。

传统燃料电池系统的空气供给子系统主要依靠空压机进行空气进堆流量调节。空压机作为整个燃电系统功耗最大元器件，其运行惯性大，将导致空压机对于动态工况响应存在迟滞，空压机对系统输出功率的动态响应必然带来大量的额外功率消耗浪费，导致空压机工作效率降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种燃料电池增压控制系统及方法，用于解决现有技术中对燃料电池进行控制时，空压机存在大量额的额外功率浪费，且工作效率降低的技术问题。

本发明提供一种燃料电池增压控制系统，所述系统包括：

空气预充室，所述空气预充室的一端与空压机相连通，用于预先存储空气；

控制器，用于确定所述空气预充室的目标压力及目标流量，基于所述目标压力及所述目标流量确定所述空压机的目标转速；基于所述目标转速控制所述空压机运行。

上述方案中，系统还包括：进气压力调节阀，安装燃料电池电堆的进气管道上；

所述控制器还用于：

获取燃料电池的目标输出功率，根据所述目标输出功率确定目标进堆压力；

根据所述目标进堆压力调节所述进气压力调节阀的开度。

上述方案中，所述控制器具体用于：

根据燃料电池目标输出功率确定所述燃料电池的目标进堆压力及目标进堆流量；

基于所述目标进堆压力确定所述空气预充室的目标压力，所述空气预充室的目标压力为所述目标进堆压力与预设压力偏差值之和；

基于所述目标进堆流量确定所述空气预充室的目标流量，所述空气预充室的目标流量与所述目标进堆流量一致；

基于所述空气预充室的目标压力和目标流量，在空压机映射表中查找对应的目标转速。

上述方案中，所述控制器还用于：

获取所述空气预充室的实际压力；

获取所述实际压力与所述目标压力之间的压力差值；

基于所述压力差值调整所述空压机的当前转速。

上述方案中，所述控制器具体用于：

获取所述空压机的当前转速，基于所述当前转速及所述目标转速确定转速差值；

根据转速差值确定参考加速度；

在所述参考加速度及空压机允许的最大加速度中确定目标加速度；

当确定所述压力差值大于预设的压力阈值时，则以所述目标加速度为基准将所述当前转速降低至目标转速；