【CN110010933A】一种燃料电池空气供给系统控制方法及系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910297377.0

(22)申请日 2019.04.15

(71)申请人 吉林大学

地址 130000 吉林省长春市南关区人民大

街5988号南岭校区

(72)发明人 胡云峰　张冲　高金武　许志国　

史少云　陈虹　

(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569

代理人 程华

(51)Int.Cl.

H01M 8/0438(2016.01)

H01M 8/04746(2016.01)

H01M 8/04992(2016.01)

H01M 8/0606(2016.01)

(54)发明名称一种燃料电池空气供给系统控制方法及系统(57)摘要本发明公开一种燃料电池空气供给系统控制方法及系统，方法包括：搭建燃料电池系统仿真模型；确定不同工况下以燃料电池系统净功率最大为控制目标的压缩机驱动电压和背压阀开口面积的映射Map表以及期望的空气进气管道压力和阴极压力的映射Map表；确定燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的实际值与期望值的偏差，得到误差量；确定误差输出量；确定所述压缩机驱动电压和背压阀开口面积的多个前馈补偿量，确定控制信号；根据所述控制信号对所述空气供给系统中压缩机的驱动电压和背压阀的开口面积进行控制。本发明中的上述系统能够实现对压缩机驱动电压和背压阀开口面积的协调控制，使阴极进气管道压力与阴极压力精

确地跟踪期望值。权利要求书2页 说明书6页 附图4页CN 110010933 A 2019.07.12

C N 110010933

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110010933 A

1.一种燃料电池空气供给系统控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

搭建燃料电池系统仿真模型；

基于所述燃料电池系统仿真模型，确定不同工况下以燃料电池系统净功率最大为控制目标的压缩机驱动电压和背压阀开口面积的映射Map表以及期望的空气进气管道压力与阴极压力的映射Map表；

基于所述燃料电池系统仿真模型，确定燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的实际值与期望值的偏差，得到误差量；

根据所述误差量确定误差输出量；

根据所述压缩机驱动电压和背压阀开口面积的映射Map表确定所述压缩机驱动电压和背压阀开口面积的多个前馈补偿量；

对所述误差输出量和所述多个前馈补偿量进行线性组合，产生控制信号；

根据所述控制信号对所述空气供给系统中压缩机的驱动电压和背压阀的开口面积进行控制，以控制空气进气管道压力和阴极压力，使实际空气进气管道压力和阴极压力达到期望值。

2.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统控制方法，其特征在于，所述根据所述燃料电池系统仿真模型确定燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的实际值与期望值的偏差，得到误差量具体包括：

在所述燃料电池系统仿真模型中，获取燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的实际值；

获取燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的期望值；

将所述期望值和所述实际值做差得到误差量。

3.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统控制方法，其特征在于，所述燃料电池系统仿真模型具体是在MATLAB中的Simulink中搭建。

4.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统控制方法，其特征在于，所述根据所述误差量确定误差输出量具体是以所述误差量为输入通过增量式PID控制器确定误差输出量。

5.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统控制方法，其特征在于，对所述误差输出量和所述多个前馈补偿量进行线性组合具体是：将所述误差输出量和所述多个前馈补偿量进行一一匹配。

6.一种燃料电池空气供给系统控制系统，其特征在于，所述系统包括：

模型搭建模块，用于搭建燃料电池系统仿真模型；

误差量确定模块，用于根据所述燃料电池系统仿真模型确定燃料电池系统的空气进气管道压力和阴极压力的实际值与期望值的偏差，得到误差量；

误差输出量确定模块，用于根据所述误差量确定误差输出量；

Map表确定模块，用于基于所述燃料电池系统仿真模型确定不同工况下以燃料电池系统净功率最大为控制目标的压缩机驱动电压和背压阀开口面积的Map表以及期望的空气进气管道压力和阴极压力的Map表；

前馈补偿量确定模块，用于基于所述压缩机驱动电压和背压阀开口面积的映射Map表确定所述压缩机驱动电压和背压阀开口面积的多个前馈补偿量；

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