[发明专利]氢供应系统低压状态估算器

权利要求书

1.一种用于控制流过交通工具的燃料电池组的气体的控制系统，包括：

两个或更多个部件，所述两个或更多个部件包括燃料电池和一个或多个执行器；以及

电子控制单元，所述电子控制单元连接至所述两个或更多个部件并且构造成：

确定初始值和先前时间步长值，

基于所述初始值和所述先前时间步长值来确定或估算所述两个或更多个部件中的每个部件中的气体流的总压力，和

基于所述两个或更多个部件中的每个部件中的气体流的总压力来控制所述一个或多个执行器。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，气体是氢气、水和非氢气体的组合物，所述初始值和所述先前时间步长值是流速、压力、浓度、温度和液态水量的初始值和先前时间步长值。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述一个或多个执行器包括喷射器、氢泵或放气阀，所述喷射器控制喷射到所述燃料电池中的氢气的量或速率，所述氢泵控制再循环到所述燃料电池中的氢气的量或速率，所述放气阀控制从所述交通工具排出的非氢气体的量或速率。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述电子控制单元构造成基于所述两个或更多个部件中的每个部件中的气体流的总压力来确定或估算所述两个或更多个部件中的每个部件中的气体流的每种成分的局部压力。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，为了控制所述一个或多个执行器，所述电子控制单元构造成：

确定氢气量与所消耗的氢气量的比率，以及

基于所述比率来调节所述氢泵的速度。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，为了控制所述一个或多个执行器，所述电子控制单元还构造成：

基于所述氢泵的速度来调节所述放气阀的位置，以释放水或非氢气体中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，为了控制所述一个或多个执行器，所述电子控制单元构造成：

调节喷射器、氢泵或放气阀中的至少一个，以在恒定压力下保持氢气摩尔与在燃料电池处消耗的氢气摩尔的比率。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其中，为了控制所述一个或多个执行器，所述电子控制单元构造成：

基于所述燃料电池的出口处的恒定压力和比率来调节喷射器的位置，以允许进入所述燃料电池的氢气量大于或等于由所述燃料电池消耗以产生电能的氢气量。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述电子控制单元构造成：

确定所述两个或更多个部件的水平衡；和

基于所述水平衡来控制所述一个或多个执行器。

10.一种用于控制燃料电池内的气体流的方法，包括：

获得多个部件中的每个部件处的流速、压力、浓度、温度和液态水量的初始值和先前时间步长值；

基于所述初始值和所述先前时间步长值来确定所述多个部件中的每个部件的总压力；

基于每个部件的总压力来确定所述多个部件中的每个部件的气体流的每种成分的局部压力；和

基于每个部件的总压力和局部压力来控制喷射器、放气阀或氢泵中的至少一个。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

通过对每个部件中的所有过量水或冷凝物求和来确定水平衡。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，控制喷射器、氢泵或放气阀中的至少一个包括基于氢气与非氢气体的比率来控制氢泵的速度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，控制氢泵的速度包括增加氢泵的速度以增加进入燃料电池的氢气量，从而维持氢气与燃料电池中所消耗的氢气的比率。