[发明专利]一种氢燃料电池汽车氢气供应控制方法

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池汽车氢气供应控制方法，包括将燃料电池堆阳极入口的氢气供应速率进行调节的喷氢阀的控制、将燃料电池堆阳极出口连接的气液分离器所得氢气进行循环使用的回氢泵的控制、将气液分离器底部液体进行周期性排放的排水阀的控制。本发明中喷氢阀开度既基于电堆电流的前馈控制，也考虑到了实际氢气进堆压力与设定值之间的偏差，将偏差通过预先标定参数经PID反馈至喷氢阀开度上，弥补了偏差对喷氢阀开度影响。本发明对氢气进堆压力和进出堆压差进行闭环控制，提升氢气压力的稳定性，进而提升燃料电池系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池，具体地指一种氢燃料电池汽车氢气供应控制方法。

背景技术

近年来，新能源汽车发展迅猛，多个国家发布了禁售燃油车的时间。在国内因国家和地方政策的引导，燃料电池汽车得到了长足的发展。燃料电池汽车续驶里程较长，不用频繁进行能量补给，满足了消费者的出行需求。

随着技术进步及产品推广需要，对燃料电池汽车及燃料电池系统提出了更高的要求，燃料电池系统从辅助动力电池驱动车辆到主要由燃料电池系统来驱动车辆。这样势必对燃料电池系统的响应速率提出了更高的要求，以能够满足整车的各种复杂工况。整车动力需求变化时，燃料电池系统必须有较小的功率响应时间。故对燃料电池汽车的反应气体供应控制提出了更高的要求。

公开号CN111029619A公开了一种燃料电池氢气循环系统、氢气回路控制方法及排氢排水方法，系统包括燃料电池堆、氢进阀、分水器、排氢阀、排水阀和氢气循环泵，氢进阀的出口与燃料电池堆的氢气入口连接，分水器的入口与燃料电池堆的出口连接，分水器的气出口分别与氢气循环泵的入口和排氢阀的入口连接，氢气循环泵的出口与燃料电池堆的氢气入口连接形成氢气反馈回路，分水器的水出口通过管路与排水阀的入口连接。控制方法重点在于回路控制和排氢控制，并未涉及提高氢气供应速度。

现有技术中一般是基于氢气进堆压力值和空气进堆压力值对进堆氢气进行控制，由于燃料电池反应有滞后性、电池负载等各种因素影响，常规控制方法速率慢且稳定性差。

因此，需要开发出一种准确性高、响应速度快的氢燃料电池汽车氢气供应控制方法。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种准确性高、响应速度快的氢燃料电池汽车氢气供应控制方法。

本发明的技术方案为：一种氢燃料电池汽车氢气供应控制方法，其特征在于，包括将燃料电池堆阳极入口的氢气供应速率进行调节的喷氢阀的控制、将燃料电池堆阳极出口连接的气液分离器所得氢气进行循环使用的回氢泵的控制、将气液分离器底部液体进行周期性排放的排水阀的控制，

所述喷氢阀的控制包括以下步骤：

(1)燃料电池控制器FCCU接收到电控系统VCU的请求功率P后，根据电池管理系统BMS提供的当前整车高压母线电压U，计算得整车需求电流I＝P/U，根据整车需求电流I计算出电堆待输出电流I-stack；

(2)根据预先拟合的电堆输出电流-氢气与空气进堆压力差标定曲线Ⅰ，得出电堆待输出电流I-stack对应的氢气与空气进堆压力差ΔP；

(3)通过传感器测定此时燃料电池的空气进堆压力Air_pStkIn和氢气进堆压力H₂_pStkIn，根据预先拟合的氢气进堆压力-氢气进堆压力补偿值标定曲线Ⅱ，得出氢气进堆压力H₂_pStkIn对应的氢气进堆压力补偿值H₂_pPurgComp；

(4)将步骤(2)所得氢气与空气进堆压力差值ΔP、步骤(3)所得空气进堆压力Air_pStkIn、氢气进堆压力补偿值H₂_pPurgComp加和，得到氢气进堆压力设定值H₂_pDmd；