氢气循环泵的控制方法、装置、设备、存储介质与流程

本技术涉及燃料电池控制，特别是涉及一种氢气循环泵的控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、针对汽车行业而言，燃料电池发动机汽车以其高效、节能、零排放等优势，被认为是解决汽车发展带来的能源危机和环境污染的理想方案。

2、阳极供氢子系统作为燃料电池发动机核心子系统之一，其设计是否合理直接影响燃料电池发动机系统能否正常运行。在供氢系统中，通常同时使用引射器与氢气循环泵两种元件去循环未反应完全的氢气，系统在低流量时开启氢气循环泵，高流量时使用引射器循环氢气。

3、阳极氢气循环过程中主要是通过调节比例阀占空比控制阳极进堆氢气压力，通过调节氢循环泵转速改变循环流量，以满足电堆的需求氢气计量比。相关技术中，通过额外氢气浓度检测装置或设备计算氢气循环泵需求转速，以控制循环流，然而由于燃料电池发动机系统实际运行工况复杂，若氢循环泵转速调节不及时，会引起进堆氢气压力波动和氢气计量比变化，从而导致氢气利用率下降，尾排氢浓度升高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高氢气利用率的氢气循环泵的控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种氢气循环泵的控制方法。所述方法包括：

3、获取燃料电池堆的目标电堆电流，并基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量；

4、基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量；

5、基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量；

6、基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量；

7、基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，以控制所述氢气循环泵循环氢气的流量。

8、在其中一个实施例中，基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量，包括：

9、获取所述燃料电池堆中燃料电池的数量、所述燃料电池堆消耗氢气的化学计量比；

10、基于所述数量以及化学计量比，确定燃料电池堆的电堆电流与氢气消耗量之间的映射关系；

11、基于所述映射关系，以及所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量。

12、在其中一个实施例中，基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量，包括：

13、获取氢气过量系数；所述氢气过量系数用于指示氢气需求量与氢气消耗量之间的比值；

14、对所述氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量进行求积，得到所述燃料电池堆的氢气需求量。

15、在其中一个实施例中，基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量，包括：

16、获取比例阀进口处的氢进压力，以及与所述氢进压力相适配的驱动电流；

17、基于所述驱动电流，确定流经比例阀的氢气流量；

18、对所述第一氢气需求量与所述氢气流量进行求差，得到氢气循环泵的第二氢气需求量。

19、在其中一个实施例中，基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量，包括：

20、获取所述燃料电池堆的氢气入堆压力、混合气体比热容和混合气体温度；

21、对所述混合气体比热容与所述混合气体温度进行求积，并基于求积结果与所述氢气入堆压力的比值，确定所述混合气体密度；

22、对所述混合气体密度以及所述第二氢气需求量进行求积，得到所述氢气循环泵的混合气体需求量。

23、在其中一个实施例中，获取混合气体比热容，包括：

24、获取混合气体中各组分的占比，以及相应组分的比热容；

25、针对每个组分，对所针对的组分的占比以及比热容进行求积，得到求积结果；

26、对各所述求积结果进行加权求和，得到混合气体比热容。

27、在其中一个实施例中，基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，包括：

28、对所述燃料电池堆的进口处的第一氢气压力，以及所述燃料电池堆的出口处的第二氢气压力进行求差，得到所述氢气循环泵的升压压差；

29、获取所述混合气体需求量与所述升压压差之间的关联关系，并基于所述关联关系，确定所述氢气循环泵的目标转速。

30、第二方面，本技术还提供了一种氢气循环泵的控制装置。所述装置包括：

31、第一确定模块，用于获取燃料电池堆的目标电堆电流，并基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量；

32、第二确定模块，用于基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量；

33、第三确定模块，用于基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量；

34、第四确定模块，用于基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量；

35、目标确定模块，用于基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，以控制所述氢气循环泵循环氢气的流量。

36、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

37、获取燃料电池堆的目标电堆电流，并基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量；

38、基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量；

39、基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量；

40、基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量；

41、基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，以控制所述氢气循环泵循环氢气的流量。

42、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

43、获取燃料电池堆的目标电堆电流，并基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量；

44、基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量；

45、基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量；

46、基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量；

47、基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，以控制所述氢气循环泵循环氢气的流量。

48、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

49、获取燃料电池堆的目标电堆电流，并基于所述目标电堆电流，确定所述燃料电池堆的实际氢气消耗量；

50、基于氢气过量系数以及所述实际氢气消耗量，确定所述燃料电池堆的第一氢气需求量；

51、基于所述第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量；

52、基于氢气循环泵中的混合气体密度以及所述第二氢气需求量，确定所述氢气循环泵的混合气体需求量；

53、基于所述混合气体需求量，以及所述氢气循环泵的升压压差，确定所述氢气循环泵的目标转速，以控制所述氢气循环泵循环氢气的流量。

54、上述氢气循环泵的控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过燃料电池堆的目标电推电流实际电流确定燃料电池堆的实际氢气消耗量，然后结合与该目标电堆电流相适配的氢气过量系数确定燃料电池堆的第一氢气需求量；根据第一氢气需求量以及流经比例阀的氢气流量，确定氢气循环泵的第二氢气需求量，并结合氢气循环泵中的混合气体密度，确定氢气循环泵的混合气体需求量，最后结合氢气循环泵的升压压差，确定氢气循环泵的目标转速，以控制氢气循环泵中氢气的循环流量。如此，能够精确确定氢气循环泵的转速，进而精确控制循环泵循环氢气的流量，提高氢气利用率。