[发明专利]一种氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法

说明书

本发明涉及一种氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法，属于氢燃料电池汽车技术领域，本发明包括氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法，用于对燃料电池系统空气压缩机的实际输出空气流量进行计算；本发明能够提高空气流量计算的精度，提高燃料电池系统效率，提升能源利用率。

技术领域

本发明属于氢燃料电池汽车技术领域，具体的说，涉及一种氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法。

背景技术

氢燃料电池动力系统通过电化学反应将氢能直接转化为电能，具备清洁、高效、燃料来源广泛等优点，被认为是面向未来的终极清洁能源。

准确计算空气压缩机的实际输出空气流量对维持燃料电池系统电堆的安全高效运行至关重要，如果空气流量计算出现偏差将导致电堆输出功率下降、氢气消耗量增加等问题。

对于氢燃料电池汽车空气压缩机在稳态及瞬态运行工况下的实际输出空气流量的计算，现有技术往往采用稳态工况点台架测试，结合估算推测的方法，该方法，在空气压缩机瞬态响应性能评估、空气流量计算等方面，存在较大的误差。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法，可更精确的计算空气压缩机在稳态及瞬态运行工况下的实际输出空气流量，具有准确度高、精度高等优点。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的氢燃料电池汽车空气压缩机输出空气流量计算方法包括以下步骤：

S1，收集空气压缩机运行数据，包括需求转速、入口温度、参考温度；

S2，根据空气压缩机的动态响应时间确定转换转速；

S3，根据转换速率、参考温度和空气压缩机入口温度，得出修正转速；

S4，根据修正转速、空气压缩机出口空气流量值、空气压缩机的压缩比得出空气压缩机空气流量曲线；

S5，根据空气压缩机空气流量曲线得出修正流量。

进一步的，转换转速计算公式为：

式中：n^*为转换转速；Δt为计算步长；n^*(-1)为在上一计算步长时计算得出的转换转速；K为修正系数；t_responsetime为空气压缩机的动态响应时间。

进一步的，修正转速计算公式为：

式中，T_ref为参考温度；T_in,g为空气压缩机入口温度

进一步的，还包括以下步骤：

S6，根据空气压缩机进出口压力，计算空气压缩机压缩比，计算公式为

式中，PR为空气压缩机压缩比；p_out,g为空气压缩机出口压力；p_in,g为空气压缩机入口压力；

S7，计算压力修正系数和温度修正系数，计算公式为：

式中，p_in,g为空气压缩机入口压力；P_ref为参考压力；T_ref为参考温度；T_in,g为空气压缩机入口温度；

S8，计算空气压缩机的空气流量，计算公式为：