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摘要:本发明提供一种燃料电池系统变载时阴极气体子系统控制方法,具体包括如下步骤:计算整车功率对应的加载电流值、当前功率的阴极气体目标空气压力和目标空气流量,如果实际空气压力或实际空气流量不在误差范围内,就调节控制空压机转速和电子节气门开度来减小压力偏差和流量偏差,直到怠速功率点压力、流量控制在误差范围内;根据当前实际加载电流值计算出当前的目标空气压力、目标空气流量,计算出实际压力与目标压力的偏差值、实际流量与目标流量的偏差值,如果压力偏差值或流量偏差值不在允许误差范围内,控制空压机转速或电子节气门开度来减小压力偏差或流量偏差,直至压力偏差和流量偏差进入允许误差范围内,达到压力和流量控制稳态。
主权项:1.一种燃料电池系统变载时阴极气体子系统控制方法,其特征在于,包括:燃料电池系统的控制器接收整车的功率请求和使能命令,执行燃料电池系统的启动过程,启动成功后进入怠速工作点,按照预先设定的怠速点的空压机转速和电子节气门开度运行,系统输出怠速功率值;燃料电池控制器实时检测阴极气体子系统的实际空气压力、实际空气流量、环境温度以及环境大气压力信息;根据整车请求功率计算目标加载电流值,将目标加载电流值与当前工作点Cn的加载电流进行比较,当目标加载电流值大于当前工作点的加载电流时则执行加载控制策略,当目标加载电流值小于当前工作点的加载电流时则执行减载控制策略;当执行加载控制策略,计算出下一工作点Cn+1的加载电流值,结合环境温度值、环境大气压力计算出这一工作点的目标空气压力和目标空气流量,作为新工作点的控制目标;当执行减载控制策略,计算出下一工作点Cn-1的加载电流值,结合环境温度值、环境大气压力计算出这一工作点的目标空气压力和目标空气流量,作为新工作点的控制目标;获得新工作点的目标空气压力和目标空气流量,实时测量阴极气体实际压力和实际流量,计算实际压力与目标压力的压力差值,实际流量与目标流量的差值;在阴极气体压力调节过程中:判断空气实际压力是否在目标压力允许范围内,如果否,执行新工作点的压力调节,在工作点Cn的空压机转速基础上,通过压力差值PID计算出单位时间内的补偿值,累加到工作点Cn的空压机转速上,作为趋于稳态工作点Cn+1或Cn-1的空压机新转速,反复执行上述控制直到实际压力进入目标压力范围内,工作点Cn+1或Cn-1实际压力达到稳态;如果是,则执行下一步阴极气体流量调节过程;在阴极气体流量调节过程中:判断空气实际流量是否在目标流量允许范围内,如果否,执行新工作点的流量调节,在工作点Cn的电子节气门开度基础上,通过流量差值PID计算出单位时间内的补偿值,累加到工作点Cn的电子节气门开度上,作为趋于稳态工作点Cn+1或Cn-1的电子节气门新开度,反复执行上述控制直到实际流量进入目标流量范围内,工作点Cn+1或Cn-1实际流量达到稳态;如果是,这时工作点Cn+1或Cn-1实际流量、实际压力达到稳态,新工作点压力和流量调节控制结束,把工作点Cn+1或Cn-1当成新的当前工作点,继续执行下一个工作点,反复执行上述过程,直到达到整车请求功率点;燃料电池变载运行过程中,采用空压机转速的PID控制算法输出最大限幅值,将该最大限幅值作为峰值功率点的空压机转速;燃料电池变载运行过程中,采用空压机转速的PID控制算法输出最小限幅值,将该最小限幅值作为怠速功率点的空压机转速;燃料电池变载运行过程中,采用电子节气门开度的PID控制算法输出最大限幅值,将该最大限幅值作为峰值功率点的电子节气门开度;燃料电池变载运行过程中,采用电子节气门开度的PID控制算法输出最小限幅值,将该最小限幅值作为怠速功率点的电子节气门开度。
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