一种多时序燃料电池输出控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多时序燃料电池输出控制方法及系统。该方案包括通过电压传感器、压力传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器进行燃料电池的当前运行状态的采集；对燃料电池的当前运行状态进行数字滤波，滤除超过预设上限和预设下限的数据量，生成滤波后状态量；根据滤波后状态量，进行归一化处理，生成标幺化状态量；根据所有的标幺化状态量的额定值，进行状态量的健康状态评估，生成状态健康指标；当超过预设不健康程度时，存储所有的标幺化状态量和对应的时间戳；根据燃料电池的当前运行时序进行燃料电池的输出控制。该方案通过获取燃料电池的运行时序，计算不同类型影响参数对于稳定输出的介入度，获取燃料电池占空比和频率。和频率。和频率。

【技术实现步骤摘要】
一种多时序燃料电池输出控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，更具体地，涉及一种多时序燃料电池输出控制方法及系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。
[0003]在本技术之前，以往的燃料电池在对于输出的控制仅能够根据预设的控制指令设置为预期输出值。但是，在输出控制的过程中，尚不存在根据输出状态对于燃料电池的输出稳定性的自适应调节，这导致若出现较大的预期输出值的变化时，一方面，可能大致扰乱电池的器件收到较大影响，严重时出现老化或损坏，另一方面，输出由于受到运行环境等因素的影响会出现不稳定的情况。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种多时序燃料电池输出控制方法及系统，通过获取当前的燃料电池的运行时序，计算不同类型影响参数对于稳定输出的介入度，进而获取燃料电池的输出占空比和频率生成函数。
[0005]根据本专利技术实施例第一方面，提供了一种多时序燃料电池输出控制方法。
[0006]在一个或多个实施例中，优选地，所述的一种多时序燃料电池输出控制方法具体包括：
[0007]通过电压传感器、压力传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器进行燃料电池的当前运行状态的采集；
[0008]对所述燃料电池的当前运行状态进行数字滤波，滤除超过预设上限和预设下限的数据量，生成滤波后状态量；
[0009]根据所述滤波后状态量，进行归一化处理，生成标幺化状态量；
[0010]根据所有的所述标幺化状态量的额定值，进行状态量的健康状态评估，生成状态健康指标；
[0011]对所有的状态健康指标进行处理，当超过预设不健康程度时，存储所有的所述标幺化状态量和对应的时间戳；
[0012]根据所述燃料电池的当前运行时序进行所述燃料电池的输出控制。
[0013]在一个或多个实施例中，优选地，所述通过电压传感器、压力传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器进行燃料电池的当前运行状态的采集，具体包括：
[0014]通过温度传感器、压力传感器、湿度传感器采集所述燃料电池的环境数据；
[0015]通过电压传感器、电流传感器和压力传感器获得所述燃料电池的电容参数和输入数据参数；
[0016]通过电压传感器和电流传感器获得所述燃料电池的功率输出参数。
[0017]在一个或多个实施例中，优选地，所述对所述燃料电池的当前运行状态进行数字滤波，滤除超过预设上限和预设下限的数据量，生成滤波后状态量，具体包括：
[0018]获取预设下限，预设下限为0到100hz之间的频率值；
[0019]获取所述预设上限，所述预设上限为500到2000Hz之间的频率值；
[0020]根据所述预设下限和所述预设上限通过二阶滤波生成滤波系数；
[0021]根据所述滤波系数进行数字滤波，删除掉高频和低频的噪声信号。
[0022]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述滤波后状态量，进行归一化处理，生成标幺化状态量，具体包括：
[0023]获取全部的所述滤波后状态量；
[0024]对全部的所述滤波后状态量进行分类，生成不同类型的状态量数据；
[0025]对相同类型状态量数据取最大值和最小值；
[0026]根据所述状态量数据的最大值和最小值进行标幺化处理。
[0027]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所有的所述标幺化状态量的额定值，进行状态量的健康状态评估，生成状态健康指标，具体包括：
[0028]获得所有的标幺化状态的额定值；
[0029]对比所述标幺化状态的额定值与所述标幺化状态量之间的数据差值；
[0030]获取所有的所述标幺化状态量的不健康值裕度；
[0031]将所述标幺化状态与所述标幺化状态的额定值数据差值设置为健康偏差；
[0032]将所述健康偏差与对应的标幺化状态量的不健康值裕度进行做商，生成状态健康指标。
[0033]在一个或多个实施例中，优选地，所述对所有的状态健康指标进行处理，当超过预设不健康程度时，存储所有的所述标幺化状态量和对应的时间戳，具体包括：
[0034]获取当前的所述状态健康指标；
[0035]获取预设的不健康程度；
[0036]对比所述状态健康指标大于所述预设不健康程度时，提取当前数据的生成时间作为时间出与所有的所述标幺化状态量进行存储，生成所述燃料电池的当前运行时序。
[0037]在一个或多个实施例中，优选地，所述根据所述燃料电池的当前运行时序进行所述燃料电池的输出控制，具体包括：
[0038]获取所述燃料电池的当前运行时序；
[0039]根据所述燃料电池的当前运行时序生成分段系数矩阵；
[0040]根据所述分段系数矩阵，利用第一介入度函数计算等效电容等级；
[0041]根据所述分段系数矩阵，利用第二介入度函数计算输出功率等级；
[0042]根据所述分段系数矩阵，利用第三介入度函数计算等效环境等级；
[0043]获取第一介入度、第二介入度、第三介入度，根据第一计算公式计算输出占空比；
[0044]获取所述第一介入度、所述第二介入度、所述第三介入度，根据第二计算公式计算开关频率；
[0045]所述第一介入度函数为：
[0046]Y1＝A1
×
x
11
+A2
×
x
12
+A3
×
x
13
[0047]其中，Y1为等效电容等级，A1、A2、A3为所述分段系数矩阵中的电容类系数，x
11
为寄生电容值，x
12
为阻容回路值，x
13
为超级电容剩余容量；
[0048]所述第二介入度函数为：
[0049]Y2＝B1
×
x
21
+B2
×
x
22
+B3
×
x
232
[0050]其中，Y2为输出功率等级，B1、B2、B3为所述分段系数矩阵中的输出类系数，x
21
为电流值，x
22
为牵引电机转速值，x
23
为功率值；
[0051]所述第三介入度函数为：
[0052]Y3＝C1
×
(x
31
‑
x
10
)+C2
×
(x
32
‑
x
20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，该方法包括：通过电压传感器、压力传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器进行燃料电池的当前运行状态的采集；对所述燃料电池的当前运行状态进行数字滤波，滤除超过预设上限和预设下限的数据量，生成滤波后状态量；根据所述滤波后状态量，进行归一化处理，生成标幺化状态量；根据所有的所述标幺化状态量的额定值，进行状态量的健康状态评估，生成状态健康指标；对所有的状态健康指标进行处理，当超过预设不健康程度时，存储所有的所述标幺化状态量和对应的时间戳；根据所述燃料电池的当前运行时序进行所述燃料电池的输出控制。2.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述通过电压传感器、压力传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器进行燃料电池的当前运行状态的采集，具体包括：通过温度传感器、压力传感器、湿度传感器采集所述燃料电池的环境数据；通过电压传感器、电流传感器和压力传感器获得所述燃料电池的电容参数和输入数据参数；通过电压传感器和电流传感器获得所述燃料电池的功率输出参数。3.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述对所述燃料电池的当前运行状态进行数字滤波，滤除超过预设上限和预设下限的数据量，生成滤波后状态量，具体包括：获取预设下限，预设下限为0到100hz之间的频率值；获取所述预设上限，所述预设上限为500到2000Hz之间的频率值；根据所述预设下限和所述预设上限通过二阶滤波生成滤波系数；根据所述滤波系数进行数字滤波，删除掉高频和低频的噪声信号。4.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述根据所述滤波后状态量，进行归一化处理，生成标幺化状态量，具体包括：获取全部的所述滤波后状态量；对全部的所述滤波后状态量进行分类，生成不同类型的状态量数据；对相同类型状态量数据取最大值和最小值；根据所述状态量数据的最大值和最小值进行标幺化处理。5.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述根据所有的所述标幺化状态量的额定值，进行状态量的健康状态评估，生成状态健康指标，具体包括：获得所有的标幺化状态的额定值；对比所述标幺化状态的额定值与所述标幺化状态量之间的数据差值；获取所有的所述标幺化状态量的不健康值裕度；将所述标幺化状态与所述标幺化状态的额定值数据差值设置为健康偏差；将所述健康偏差与对应的标幺化状态量的不健康值裕度进行做商，生成状态健康指
标。6.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述对所有的状态健康指标进行处理，当超过预设不健康程度时，存储所有的所述标幺化状态量和对应的时间戳，具体包括：获取当前的所述状态健康指标；获取预设的不健康程度；对比所述状态健康指标大于所述预设不健康程度时，提取当前数据的生成时间作为时间出与所有的所述标幺化状态量进行存储，生成所述燃料电池的当前运行时序。7.如权利要求1所述的一种多时序燃料电池输出控制方法，其特征在于，所述根据所述燃料电池的当前运行时序进行所述燃料电池的输出控制，具体包括：获取所述燃料电池的当前运行时序；根据所述燃料电池的当前运行时序生成分段系数矩阵；根据所述分段系数矩阵，利用第一介入度函数计算等效电容等级；根据所述分段系数矩阵，利用第二介入度函数计算输出功率等级；根据所述分段系数矩阵，利用第三介入度函数计算等效环境等级；获取第一介入度、第二介入度、第三介入度，根据第一计算公式计算输出占空比；获取所述第一介入度、所述第二介入度、所述第三介入度，根据第二计算公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚乃元，马天才，张进滨，
申请(专利权)人：北京群菱能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：