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燃料电池发动机的控制方法、装置和燃料电池发动机制造方法及图纸

技术编号:42302273 阅读:5 留言:0更新日期:2024-08-14 15:50
本申请提供了一种燃料电池发动机的控制方法、装置和燃料电池发动机,该方法通过调整燃料电池发动机的电堆的空气计量比和电堆入口设定压力,得到高原环境下的最优系统输出,同时可以保证电堆能够正常工作,相比现有方案不会影响发动机的净输出功率,也不会影响燃料电池发动机的效率,从而解决了随着海拔升高,环境压力不断降低,空压机的压比不断升高,进而会影响发动机的净输出功率,进而影响系统的效率的问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及燃料电池发动机,具体而言,涉及一种燃料电池发动机的控制方法、装置、计算机可读存储介质和燃料电池发动机。


技术介绍

1、燃料电池发动机的功率输出受电堆功率和辅机功率的影响,其中空压机是辅机功耗占比最高的部件,占到总辅机功率的90%以上。影响空压机功耗的主要因素为空压机的流量和压力比,其中压力为空压机出口压力/空压机入口压力。在燃料电池发动机设计中,需要保证电堆入口的压力,因此,随着海拔升高,环境压力不断降低,空压机的压比不断升高,进而会影响发动机的净输出功率,进而影响系统的效率。


技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种燃料电池发动机的控制方法、装置、计算机可读存储介质和燃料电池发动机,以至少解决随着海拔升高,环境压力不断降低,空压机的压比不断升高,进而会影响发动机的净输出功率,进而影响系统的效率的问题。

2、为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种燃料电池发动机的控制方法,该方法包括:

3、获取修正边界曲线,并获取压力偏差值,所述压力偏差值为燃料电池发动机所处的环境压力和初始设定压力的差值的绝对值,所述修正边界曲线表征对初始边界曲线的上边界进行修正后得到的边界曲线,所述初始边界曲线表征初始的所述燃料电池发动机的空压机的流量与空压机压比之间的关系,所述空压机安装在电堆的空气入口端;

4、在所述燃料电池发动机所处的所述环境压力大于或者等于预设环境压力的情况下,获取电堆入口初始设定压力,基于所述修正边界曲线、所述压力偏差值和所述电堆入口初始设定压力,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力;

5、逐步调整所述空压机的转速,以逐步调整所述燃料电池发动机的空气计量比,直到所述燃料电池发动机的净输出功率不再下降,所述背压阀安装在所述电堆的空气出口端。

6、可选地,获取修正边界曲线,包括:获取所述初始边界曲线和修正运行曲线,所述修正运行曲线表征历史数据中的所述空压机的质量流量、所述空压机的入口温度和所述空压机的压比之间的关系;采用所述修正运行曲线修正所述初始边界曲线的上边界,得到所述修正边界曲线。

7、可选地,采用所述修正运行曲线修正所述初始边界曲线的上边界,得到所述修正边界曲线,包括:

8、根据pr(m)=f2(m)-f1(m,t),确定所述修正边界曲线,

9、其中,pr(m)为所述修正边界曲线中在所述空压机的所述质量流量为m时的所述空压机的压比,f2(m)为所述初始边界曲线中在所述空压机的所述质量流量为m时的所述空压机的压比,f1(m,t)为所述修正运行曲线中在所述空压机的所述质量流量为m,且所述空压机的入口温度为t时的所述空压机的压比。

10、可选地,基于所述修正边界曲线、所述压力偏差值和所述电堆入口初始设定压力,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:获取压力和值,所述压力和值为所述压力偏差值与所述电堆入口初始设定压力之和;在所述压力和值超过所述修正边界曲线对应的上边界的情况下,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力。

11、可选地,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:

12、根据pt=p0-δp,确定目标压力,其中,pt为所述目标压力,p0为所述压力和值,δp为所述压力偏差值;

13、通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来将电堆入口设定压力调整为所述目标压力。

14、可选地,逐步调整所述空压机的转速,以逐步调整所述燃料电池发动机的空气计量比,包括:

15、根据stn=αns0,确定目标空气计量比,其中,为第n次调整的所述目标空气计量比,αn为空气计量比调整系数的n次方,s0为初始空气计量比;

16、逐步调整所述空压机的转速,以将所述燃料电池发动机的所述空气计量比调整为所述目标空气计量比。

17、可选地,获取电堆入口初始设定压力,包括:获取所述电堆的电流;将与所述电堆的所述电流对应的压力确定为电堆入口初始设定压力。

18、根据本申请的另一方面,提供了一种燃料电池发动机的控制装置,该装置包括:

19、第一获取单元,用于获取修正边界曲线,并获取压力偏差值,所述压力偏差值为燃料电池发动机所处的环境压力和初始设定压力的差值的绝对值,所述修正边界曲线表征对初始边界曲线的上边界进行修正后得到的边界曲线,所述初始边界曲线表征初始的所述燃料电池发动机的空压机的流量与空压机压比之间的关系,所述空压机安装在电堆的空气入口端;

20、第二获取单元,用于在所述燃料电池发动机所处的所述环境压力大于或者等于预设环境压力的情况下,获取电堆入口初始设定压力,基于所述修正边界曲线、所述压力偏差值和所述电堆入口初始设定压力,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力;

21、处理单元,用于逐步调整所述空压机的转速,以逐步调整所述燃料电池发动机的空气计量比,直到所述燃料电池发动机的净输出功率不再下降,所述背压阀安装在所述电堆的空气出口端。

22、根据本申请的另一方面,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包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

23、根据本申请的另一方面,提供了一种燃料电池发动机,燃料电池发动机包括:空压机、背压阀、电堆和控制器,所述控制器分别与所述空压机和所述背压阀之间进行通信,所述控制器用于执行任意一种所述的方法。

24、应用本申请的技术方案,通过调整燃料电池发动机的电堆的空气计量比和电堆入口设定压力,得到高原环境下的最优系统输出,同时,由于环境压力的降低,冷却回路中水泵入口的压力降低,但是电堆的工作压力以及空气和水之间的压力差需要保持在要求范围内,需要同步调整电堆入口的冷却液压力,以保证电堆能够正常工作,即由于本申请调整了电堆入口设定压力,从而可以保证电堆能够正常工作,由此可知,本申请通过调整燃料电池发动机的电堆的空气计量比和电堆入口设定压力,得到高原环境下的最优系统输出,同时可以保证电堆能够正常工作,相比现有方案不会影响发动机的净输出功率,也不会影响燃料电池发动机的效率,从而解决了随着海拔升高,环境压力不断降低,空压机的压比不断升高,进而会影响发动机的净输出功率,进而影响系统的效率的问题。

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【技术保护点】

1.一种燃料电池发动机的控制方法,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,获取修正边界曲线,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,采用所述修正运行曲线修正所述初始边界曲线的上边界,得到所述修正边界曲线,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述修正边界曲线、所述压力偏差值和所述电堆入口初始设定压力,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,逐步调整所述空压机的转速,以逐步调整所述燃料电池发动机的空气计量比,包括:

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,获取电堆入口初始设定压力,包括:

8.一种燃料电池发动机的控制装置,其特征在于,包括:

9.一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包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种燃料电池发动机,其特征在于,包括:空压机、背压阀、电堆和控制器,所述控制器分别与所述空压机和所述背压阀之间进行通信,所述控制器用于执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种燃料电池发动机的控制方法,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,获取修正边界曲线,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,采用所述修正运行曲线修正所述初始边界曲线的上边界,得到所述修正边界曲线,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述修正边界曲线、所述压力偏差值和所述电堆入口初始设定压力,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过调节所述空压机的转速和背压阀的开度来调整电堆入口设定压力,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘晓辉宋以堃张洪雁张国庆侯伟张同华
申请(专利权)人:潍柴巴拉德氢能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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