【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，特别涉及一种燃料电池阴极自适应的控制方法。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池（pemfc）系统作为目前“碳达峰，碳中和”目标中关键的技术方向之一，以商用车为起始抓点，除了探索到了多地域、海拔、款温度适应性范围，还有针对多种应用，如无人机、轮船、工程机械、叉车等方向。现在燃料电池系统的开发中，在常温常压状态下的性能已经有了足够的验证，并且也有类似公交车、物流车等商用车实地运行数据作为支撑，形成了从理论设计、生产、测试、运行的开发流程，并且还会使用运行调试中的数据对理论设计进行反馈和提升。在现有的产品状态下，探索平台产品的多环境适应性也成为了提升燃料电池系统产品竞争力的有效手段。
2、以目前国内的地理分布和一年四季的气候变化情况来看，环境温度的变化幅度在-40~45℃之间，而安装在固定半封闭环境中运行且自身有产热的燃料电池系统周围温度则会在-40-60℃左右。而在不同地区也有不同的海拔高度，对应外界的气压（86-101kpa）、含氧量（15-21%）等条件也有一定差异，也会影响到进入系统中气体的供给状态。而在长时间运行后，安装在进气管路前端的空滤灰尘的积累，也会进一步影响进入气体的启动情况。在这些条件下，燃料电池系统需要针对当时的运行情况进行调整，方可满足进入电堆内部的气体的流量以及压力需求。
3、燃料电池系统内部除控制部门和电气设备以外，可以主要分为四个主要部分：电堆、氢气回路、空气回路以及冷却回路。电堆作为反应主体，接收系统供给的燃料（氢气）、氧化剂（空气）进行反应，利用冷却回路进
4、氢气从高压供气系统直连至燃料电池系统中，系统内部按照封闭循环的方案循环消耗，压力闭环调节，气动状态不易受到外界环境影响；
5、冷却系统中冷却液在系统内部中循环流动，电堆各工况温度也采用闭环调节，即使有与外界的热量交换也可满足电堆运行温度、压力与需求一致；
6、空气系统采用了直进直出的设计，燃料电池系统使用空气压缩装置，从大气中取气增压供给电堆进行电化学反应发电。
7、在不同海拔地区运行时，如跨省运营的商用车、高原运行的物流用车，以及垂直起降的无人设备等，属于短时间内进行多环境参数改变的应用场景，系统若沿用出厂时的物理标定数值，在不同的应用场景可能会出现系统供气不足或供气过多的现象，使燃料电池系统性能收到较大影响。为了在提升整体系统的环境适应性同时保证系统性能不变以及各单片一致性良好，需要针对当前环境状态进行零部件参数的自适应调整。其中，由于冷却回路与氢气回路属于循环式封闭运行，其内部压力受外界影响较少，而空气回路采用直进直出设计，在增压器增压的过程中会因外界环境的温度、压力变化而造成供给电堆的气体压力、流量变化，即空气回路会受环境因素影响最高。
8、存在着以下问题：
9、系统设计方面，由于针对阴极气体入口处只有流量以及温度的检测，未安装压力检测设备，故无法对前端进气的实施情况进行数据跟踪，短期内无法判断因环境因素导致的进气压力变化，长期无法监控空滤积灰导致压阻增大影响进气压力的情况。
10、2.系统出厂标定时是根据出厂的地理位置、天气、环境状态，按照测试时的物理参数（包括泵转速、阀门开度等）进行记录，固定的零部件标定参数在实际运行状况改变时，在系统在出厂标定完成后需要运送到实车上进行安装，在更换运行地点以及运行环境的过程中，由于对实际运输地点长时间运行环境评估有一定偏离，并且还要考虑到零部件自身也有衰减现象，使系统仍有可能处在欠气、欠压状态，会造成短时性能状态下降，长时间也会因欠气等因素造成堆内堵水，影响电堆寿命。为了让产品在现场满足载体功率需求，需要要求安装人员额外进行现场标定，花费时间、人力、物力成本较高。
11、3.部分自适应策略较为简单，只通过部分参数执行零部件参数修改，控制单元不对修改后结果进行记录，会导致在切换运行档位的瞬间会出现流量、压力的超调现象，会触发压力、阴阳极压差等相关的故障预警，不稳定的压力波动对电堆内部结构的稳定性有一定隐患。
12、因此需要对该技术进行改进，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种燃料电池阴极自适应的控制方法，以克服现有技术中的不足。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本申请公开了一种燃料电池阴极自适应的控制方法，包括如下子步骤：
4、s1：根据电堆需求对空压机的实时转速进行标定，获取标况参数；
5、s2：根据当前环境状态下的进气温度、压力参数，进行计算获取当前环境状态下转速，并进行记录，作为当前工况参数；
6、s3：通过标况参数和当前工况参数，获取基准参数；
7、s4：在系统长时间运行后，系统根据当前运行工况下的进气温度、压力参数，进行计算获取浮动参数；
8、s5：通过基准参数和浮动参数，获取最终运行数据；
9、s6：根据最终运行数据对车辆参数进行调整。
10、作为优选，所述s1中的标况参数为以25°c、标准大气压的标准工况下的运行转速，作为标况参数。
11、作为优选，所述s2中包括如下子步骤：
12、s21：获取标准工况下的标况流量以及温度、压力；
13、s22：获取当前工况下的温度、压力；
14、s23：通过计算获取当前工况下的工况流量；
15、s24：获取标准工况下的空压机运行转速，通过标准工况下的温度参数以及当前工况下的温度参数计算获取当前工况下的运行转速，作为当前工况参数。
16、作为优选，所述s4包括如下子步骤：
17、s41：获取标准工况下的标况流量以及温度、压力，代表当前运行工况下需要达到的状态；
18、s42：获取经过长时间运行后当前工况下的温度、压力；
19、s43：通过计算获取经过长时间运行后当前工况下的工况流量；
20、s44：获取标准工况下的空压机运行转速，通过标准工况下的温度参数以及经过长时间运行后当前工况下的温度参数计算获取经过长时间运行后当前工况下的运行转速，作为经过长时间运行后的当前工况参数，作为浮动参数。
21、作为优选，包括燃料电池，所述燃料电池包括电堆、空气回路、氢气回路、冷却回路；所述空气回路包括空气增压器、阴极进气总成、背压装置，空气经过空气增压器进入燃料电池，随后通过阴极进气总成传输入电堆，最后通过背压装置将废气排出。
22、作为优选，所述空气增压器包括离心式、螺杆式中任一种；所述阴极进气总成包括增湿器、电控阀、中冷器中任一种及其组合；所述背压装置包括节气门、背压电控阀、空气增压器膨胀机涡轮端中任一种及其组合、集成。
23、作为优选，所述空气增本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：包括如下子步骤：
2.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述S1中的标况参数为以25°C、标准大气压的标准工况下的运行转速，作为标况参数。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述S2中包括如下子步骤：
4.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述S4包括如下子步骤：
5.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：包括燃料电池，所述燃料电池包括电堆、空气回路、氢气回路、冷却回路；所述空气回路包括空气增压器、阴极进气总成、背压装置，空气经过空气增压器进入燃料电池，随后通过阴极进气总成传输入电堆，最后通过背压装置协调调节阴极管路内的压力。
6.如权利要求5所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述空气增压器包括离心式、螺杆式中任一种；所述阴极进气总成包括增湿器、电控阀、中冷器中任一种及其组合；所述背压装置包括节气门、背压电控阀、空气增压器膨胀机涡轮端中
7.如权利要求5所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述空气增压器的进气端连接有空滤，所述空滤的输出端连接有空气流量计，所述空气流量计的输出端连接有压力传感器，所述压力传感器的输出端连接至所述空气增压器；所述空滤包括化学过滤和物理过滤中任一种及其组合、集成。
8.一种燃料电池阴极自适应的控制装置，其特征在于：包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述一个或多个处理器执行所述可执行代码时，用于实现权利要求1~7任一项所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现权利要求1~7任一项所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：包括如下子步骤：
2.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述s1中的标况参数为以25°c、标准大气压的标准工况下的运行转速，作为标况参数。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述s2中包括如下子步骤：
4.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述s4包括如下子步骤：
5.如权利要求1所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：包括燃料电池，所述燃料电池包括电堆、空气回路、氢气回路、冷却回路；所述空气回路包括空气增压器、阴极进气总成、背压装置，空气经过空气增压器进入燃料电池，随后通过阴极进气总成传输入电堆，最后通过背压装置协调调节阴极管路内的压力。
6.如权利要求5所述的一种燃料电池阴极自适应的控制方法，其特征在于：所述空气增压器包...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小娅，沈正阳，刘志洋，陆建山，
申请(专利权)人：金华氢途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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