燃料电池的旁通流量控制方法、控制系统及电子设备与流程

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池的旁通流量控制方法、一种燃料电池的旁通流量控制系统、一种电子设备和一种计算机可读存储介质。

背景技术：

1、目前，燃料电池空气系统包括空压机、旁通阀、中冷器、加湿器、截止阀、背压阀等六大关键部件。燃料电池发动机将环境气体通过空压机进行压缩来供给燃料电池电堆，在电堆的需求为大压力、小流量的空气时，燃料电池空气系统会使空压机工作在喘振区域，然而，工作在喘振区域会对空压机的寿命产生影响。

2、在相关技术中，通过提高空压机出口流量，并将空压机的工作区间由喘振区域移至正常工作区域，该方法虽然解决了空压机的喘振问题，但同时也会产生多余的空气进入电堆，从而降低电堆湿度，影响电堆性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种燃料电池的旁通流量控制方法，先根据入堆估计流量和设定的空压机流量得到估计旁通流量，然后根据估计旁通流量和期望旁通流量确定目标旁通控制流量，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃料电池的旁通流量控制方法，包括：将燃料电池空气系统的实时入堆压力输入到预先构建的自适应观测模型，得到入堆估计流量；根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量；根据估计旁通流量以及期望旁通流量确定目标旁通控制流量；其中，目标旁通控制流量用于控制燃料电池空气系统的背压阀开度。

3、根据本发明实施例的燃料电池的旁通流量控制方法，将燃料电池空气系统的实时入堆压力输入到预先构建的自适应观测模型，得到入堆估计流量，根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量，根据估计旁通流量以及期望旁通流量确定目标旁通控制流量，其中，目标旁通控制流量用于控制燃料电池空气系统的背压阀开度。由此，该方法先根据入堆估计流量和设定的空压机流量得到估计旁通流量，然后根据估计旁通流量和期望旁通流量确定目标旁通控制流量，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

4、另外，根据本发明上述实施例的燃料电池的旁通流量控制方法还可以具有如下的附加技术特征：

5、根据本发明的一些实施例，上述的燃料电池的旁通流量控制方法还包括：确定燃料电池空气系统的期望入堆流量以及期望空压机流量；计算期望空压机流量与期望入堆流量的差值，得到期望旁通流量。

6、根据本发明的一些实施例，根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量，包括：计算预先确定的空压机流量与入堆估计流量的差值，得到估计旁通流量。

7、根据本发明的一些实施例，自适应观测模型为：

8、

9、其中，为实时入堆压力，win为空压机流量，wreact为入堆估计流量，wbypass为估计旁通流量，wout为背压阀的出口流量，r为理想气体常数，t为理想气体温度，v为理想气体体积，nc为电堆片数，ist为电堆电流，f为法拉第常数，b为旁通阀开度变化系数，u为旁通阀开度。

10、根据本发明的一些实施例，上述的燃料电池的旁通流量控制方法还包括：将期望旁通流量输入到反解器中，计算针对目标旁通控制流量的修正值。

11、根据本发明的一些实施例，上述的燃料电池的旁通流量控制方法还包括：根据估计旁通流量以及期望旁通流量得到旁通控制流量；根据修正值对旁通控制流量进行修正，得到目标旁通控制流量。

12、根据本发明的一些实施例，上述的燃料电池的旁通流量控制方法还包括：根据目标旁通控制流量以及电堆的出口流量对燃料电池空气系统的背压阀开度进行调整，以使燃料电池空气系统的实时入堆压力满足标准压力。

13、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种燃料电池的旁通流量控制系统，包括：估计模块，被配置为将燃料电池空气系统的实时入堆压力输入到预先构建的自适应观测模型，得到入堆估计流量；计算模块，被配置为根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量；控制模块，被配置为根据估计旁通流量以及期望旁通流量确定目标旁通控制流量；其中，目标旁通控制流量用于控制燃料电池空气系统的背压阀开度。

14、根据本发明实施例的燃料电池的旁通流量控制系统，将燃料电池空气系统的实时入堆压力输入到预先构建的自适应观测模型，估计模块得到入堆估计流量，计算模块根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量，控制模块根据估计旁通流量以及期望旁通流量确定目标旁通控制流量，其中，目标旁通控制流量用于控制燃料电池空气系统的背压阀开度。由此，该系统先根据入堆估计流量和设定的空压机流量得到估计旁通流量，然后根据估计旁通流量和期望旁通流量确定目标旁通控制流量，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

15、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述的燃料电池的旁通流量控制方法。

16、根据本发明实施例的电子设备，通过执行上述的燃料电池的旁通流量控制方法，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

17、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述的燃料电池的旁通流量控制方法。

18、本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的燃料电池的旁通流量控制方法，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

19、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种燃料电池的旁通流量控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应观测模型为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种燃料电池的旁通流量控制系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至7任一所述方法。

技术总结
本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池的旁通流量控制方法、控制系统及电子设备，其中，方法包括：将燃料电池空气系统的实时入堆压力输入到预先构建的自适应观测模型，得到入堆估计流量，根据入堆估计流量以及预先确定的空压机流量得到估计旁通流量，根据估计旁通流量以及期望旁通流量确定目标旁通控制流量，其中，目标旁通控制流量用于控制燃料电池空气系统的背压阀开度。本发明的旁通流量控制方法，先根据入堆估计流量和设定的空压机流量得到估计旁通流量，然后根据估计旁通流量和期望旁通流量确定目标旁通控制流量，以实现旁通路的流量控制，解决了由于缓解空压机喘振而造成的多余气体流入电堆的问题，降低成本，提升用户体验。

技术研发人员：刘华洋,曲函师,赵洪辉,王宇鹏,郭冬来,刘正勇,都京,王恺,吴权轩,张滢
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29