【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氢燃料汽车的加注协议算法领域，尤其涉及基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法及系统。
技术介绍
1、为了确保氢燃料汽车快速安全地加注，安全有效的加注协议是必需的。目前国际上普遍采用的氢气加注协议为美国的sae j2601加注协议，由美国汽车工程师学会（sae）发布，此协议中包含两个标准的氢气加注方法：查表法和mc（mass capacity）法。查表法提前将加注初始条件与加注控制参数的关系制成表格。在实际的氢气加注事件中，加氢站基于车载罐的容量类别、加氢站的预冷温度等级和是否采用通信加注等条件选择所需表格，再结合环境温度和初始压力确定所选表格中用于控制加注速度的平均压力斜坡率（prr）和用于控制加注停止的目标压力。mc氢气加注法最初由本田公司提出，m代表质量、c代表热容，简称mc法，该方法实现了对储罐罐壁集总热容（mc）的处理，采用加氢站测量的环境温度、储罐内氢气的初始压力、初始温度以及输送气体的温度和压力动态控制加注速度，加注速度更快。
2、但是查表法和mc氢气加注法都需要通过极限工况下的大量模拟，提前确定相关的表格、公式和系数。例如，在查表法的开发过程中，根据车载罐容量等级、加氢机接口类型、加氢站的预冷温度类别和输送压力类别等信息，sae采用极限工况下的模拟来提前确定54个单独的表格。在mc氢气加注法的开发过程中，最终加注时间的公式是通过大量模拟数据的拟合确定的多项式公式，其中的系数也是通过极限工况下的大量模拟确定的。sae为这些系数制定了特定的表格，用于实际使用时的查询。通过极限
3、因此，本专利技术提出一种使用解析解控制的更加简洁的新加注方法，以提高氢气加注过程的高效性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在的加注方法开发和使用过程繁琐的问题，提供了一种计算简单、实现数据拟合的基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法及系统。
2、为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：
3、一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，包括如下步骤：
4、s1信息获取：采集氢气加注站和氢燃料汽车的储氢罐参数信息，并判定是否符合加注条件；
5、s2最终氢气温度计算,基于储氢罐参数计算最终氢气温度；
6、s3最终氢气压力计算,基于接收到的最终氢气温度计算最终氢气压力；
7、s4最终加注时间计算,基于接收到的最终氢气温度计算最终加注时间；
8、s5加注速度计算,基于接收到的最终加注时间和最终氢气压力计算加注速度；
9、s6加注停止控制,基于接收到的加注速度和最终氢气压力监控储氢罐的参数变化输出加注停止控制信号。
10、s1中，在开始加注前分别采集氢气加注站和氢燃料汽车的储氢罐参数信息，并判定两者是否均符合加注条件：
11、采集氢气加注站的进气温度tc和操作员设定的储氢罐的加注目标soctarget，氢气加注站的允许加注条件为：同时满足-40℃≤tc≤-17.5℃，0≤soctarget≤1；
12、采集氢燃料汽车的储氢罐内氢气的初始压力p0、氢气的初始温度t0、氢气的初始质量m0、储氢罐的容积v、储氢罐罐壁的质量mw和比热容cw，氢燃料汽车的允许加注条件为：同时满足0≤p0≤70mpa，-40℃≤t0≤50℃，0≤v≤249l。
13、s2中，基于氢气加注系统储氢罐的双区集总参数热力学模型，即将储氢罐分为氢气区和罐壁区，且罐壁区为质量和温度分布均匀的统一整体；根据加注过程中氢气的质量守恒、氢气和罐壁的能量守恒求解最终氢气温度的解析解；
14、最终氢气温度的解析解为：，其中，tfinal表示非绝热条件下的最终的氢气温度，t0表示储罐内氢气的初始温度，tc表示进气温度；m0表示氢气的初始质量，采用真实气体状态方程计算：，其中，p0表示储罐内氢气的初始压力，v表示储罐内部容积，表示氢气的摩尔质量， r表示通用气体常数，z表示氢气的压缩因子，z通过查表得到；mfinal表示氢气的最终质量，采用质量的定义式计算：，其中，表示最终的氢气密度；mw表示罐壁的质量，cw表示罐壁的比热容；cp表示氢气的定压比热容，cv表示氢气的定容比热容，表示氢气的比热容之比：。
15、s3中，最终氢气压力控制方程为：，其中，pfinal表示储罐中最终的氢气压力；
16、利用大量不同氢气温度t和压力p的数据组进行拟合，将最终氢气压力控制方程构建为多项式气体状态方程：
17、；
18、其中， aij表示方程的系数，表示tfinal的i次方，表示的j次方。
19、s4中，基于mc氢气加注法利用已知的参数ac、bc、gc、kc、jc和最终氢气温度tfinal计算最终加注时间tfinal，其解析解为：
20、；
21、其中， u0表示储罐内氢气的初始内能；tadiabatic表示在假设绝热的条件下储罐内氢气的最终温度，uadiabatic表示在假设绝热的条件下储罐内氢气的最终内能；mfinal最终的氢气质量，ac、bc、gc、kc和jc均为拟合系数；
22、由氢气的能量守恒可知：，其中，为加注过程中进入储罐的氢气的平均焓，可由龙格-库塔法求解：
23、；
24、其中，加氢机出口的初始氢气压力ps0= p0+△ps0，加氢机出口的实时氢气压力ps=pfinal+△ps；p0表示储罐内的初始氢气压力，△ps0表示初始时刻车载罐与加氢机出口之间的压降，△ps表示最终时刻车载罐与加氢机出口之间的压降。
25、s5中，加注速度采用压力斜坡率prr表示，控制方程为：。
26、s6中，满足下列任意一项判定条件则控制氢气加注停止：
27、ps≥pfinal；
28、tfinal≥85℃；
29、pfinal≥1.25pn；
30、其中，pn表示储氢罐的公称工作压力；ps=p0+prr*t，t表示加注时间，其中，ps表示加氢机出口的实时氢气压力。
31、一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制系统，所述车载储氢罐加注控制系统用于执行前述的基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，具体包括：
32、所述氢气加注系统包括：信息获取模型、最终氢气温度计算模型、最终氢气压力计算模型、最终加注时间计算模型、加注速度计算模型和加注停止控制模型；
33、信息获取模型：用于采集氢气加注站和氢燃料汽车的储氢罐参数信息，并判定是否符合加注条件；
34、最终氢气温度计算模型：用于基于储氢罐参数计算最终氢气温度；
35、最终氢气压力计算模型：用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
8.一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制系统，其特征在于：
9.一种基于双区模型解析解的70MPa车载储氢罐加注控制设备，其特征在于：
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上存储有计算机
...【技术特征摘要】
1.一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于双区模型解析解的70mpa车载储氢罐加注控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于双...
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