相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2016年4月18日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2016-0046918號(hào)的權(quán)益，其完整內(nèi)容通過引用合并到本文。

本發(fā)明涉及一種用于有效控制供應(yīng)至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在燃料電池系統(tǒng)的工作中，空氣流是影響燃料電池堆性能和系統(tǒng)效率的主要因素。

空氣供應(yīng)控制的主要目的在于，在維持最佳的燃料電池堆性能的同時(shí)，最小化空氣供應(yīng)?？諝夤?yīng)量是通過電流量以及化學(xué)計(jì)量比(其可以通過空氣流控制器確定)確定的。在除了停止?fàn)顟B(tài)之外的其他狀態(tài)下，空氣流控制器可以向燃料電池供應(yīng)最小的空氣流，從而維持電池電壓的均勻性。

最小空氣流可以根據(jù)30到50a范圍內(nèi)的電流而供應(yīng)至燃料電池，從而，可以防止燃料電池中的滿溢(flooding)，并且可以獲得電壓的均勻性。

然而，當(dāng)為了供應(yīng)最小空氣流而長(zhǎng)時(shí)間維持向燃料電池供應(yīng)在30到50a的范圍內(nèi)的電流時(shí)，超過必需空氣流的空氣被供應(yīng)到了燃料電池，導(dǎo)致空氣供應(yīng)時(shí)間增加。

當(dāng)空氣供應(yīng)時(shí)間增加時(shí)，燃料電池堆的內(nèi)部變干，使得鼓風(fēng)機(jī)消耗比必需更多的能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了用于控制供應(yīng)至車輛燃料電池的空氣流的方法和系統(tǒng)，以提高燃料電池系統(tǒng)的效率和里程數(shù)，并且即使在高電流和低電流范圍內(nèi)也維持車輛燃料電池系統(tǒng)的燃料電池堆性能。

在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種通過空氣流控制系統(tǒng)控制鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)至燃料電池的空氣流的方法包括：確定響應(yīng)于鼓風(fēng)機(jī)的第一空氣流所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流；在第一電流小于預(yù)定的第二電流時(shí)，計(jì)算要供應(yīng)至燃料電池的第一目標(biāo)空氣流；確定第一目標(biāo)空氣流是否大于能夠由流量傳感器測(cè)量的第二空氣流；以及在第一目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，將第一目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且通過匹配于極低空氣流的第三電流和第一每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)控制極低空氣流。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一電流大于預(yù)定的第二電流時(shí)，計(jì)算大于第一目標(biāo)空氣流的第二目標(biāo)空氣流；以及通過響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第四電流和第二rpm而控制第二目標(biāo)空氣流。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一目標(biāo)空氣流大于第二空氣流時(shí)，確定從電池產(chǎn)生的第一電池充電狀態(tài)(soc)是否小于預(yù)定的第二電池soc。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一電池soc小于第二電池soc時(shí)，將第二空氣流維持為固定的目標(biāo)空氣流；以及通過響應(yīng)于固定的目標(biāo)空氣流所需的第五電流和第三rpm而控制固定的目標(biāo)空氣流。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一電池soc大于第二電池soc時(shí)，計(jì)算小于第二目標(biāo)空氣流的第三目標(biāo)空氣流；以及通過響應(yīng)于計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流所需的第六電流和第四rpm而控制第三目標(biāo)空氣流。

在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一種空氣流控制系統(tǒng)包括：流量傳感器，其用于測(cè)量鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)至燃料電池的空氣流；rpm傳感器，其用于測(cè)量電機(jī)的rpm；以及控制單元，其用于根據(jù)對(duì)測(cè)量出的空氣流進(jìn)行的控制來計(jì)算所需的電流，并且通過匹配于計(jì)算出的電流的rpm來控制空氣流，其中，控制單元包括：第一確定模塊，其用于確定響應(yīng)于鼓風(fēng)機(jī)的第一空氣流所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流；第一計(jì)算模塊，其用于在第一電流小于預(yù)定的第二電流時(shí)，計(jì)算要供應(yīng)至燃料電池的第一目標(biāo)空氣流；第二確定模塊，其用于確定第一目標(biāo)空氣流是否大于能夠由流量傳感器測(cè)量的第二空氣流；以及第一控制模塊，其用于在第一目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，將第一目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且通過響應(yīng)于極低空氣流所需的第三電流和第一rpm而控制極低空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第二計(jì)算模塊，其用于在第一電流大于預(yù)定的第二電流時(shí)，計(jì)算大于第一目標(biāo)空氣流的第二目標(biāo)空氣流；以及第二控制模塊，其用于通過響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第四電流和第二rpm而控制第二目標(biāo)空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括第三確定模塊，其用于在第一目標(biāo)空氣流大于第二空氣流時(shí)，確定從電池產(chǎn)生的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池soc。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第三控制模塊，其用于在第一電池soc小于第二電池soc時(shí)，維持第二空氣流作為固定的目標(biāo)空氣流；以及第四控制模塊，其用于通過響應(yīng)于固定的目標(biāo)空氣流的所需的第五電流和第三rpm控制出固定的目標(biāo)空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第三計(jì)算模塊，其用于在第一電池soc大于第二電池soc時(shí)，計(jì)算小于第二目標(biāo)空氣流的第三目標(biāo)空氣流；以及第五控制模塊，其用于通過響應(yīng)于計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流所需的第六電流和第四rpm而控制第三目標(biāo)空氣流。

在本發(fā)明的另一方面中，一種通過空氣流控制系統(tǒng)控制空氣壓縮機(jī)和空氣壓力控制閥供應(yīng)至燃料電池的空氣流的方法包括：確定響應(yīng)于空氣壓縮機(jī)的第一空氣流所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流；在第一電流小于預(yù)定的第二電流和第三電流時(shí)，確定從電池產(chǎn)生的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池soc，其中第二電流小于第三電流；在第一電池soc小于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，維持小于第一空氣流的固定的目標(biāo)空氣流；以及通過匹配于小于第二電流的第一電流的第三rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正而控制固定的目標(biāo)空氣流。

該方法可以在確定第一電流是否小于預(yù)定的第三電流的步驟之前進(jìn)一步包括：確定第一電流是否大于預(yù)定的第三電流；在第一電流大于預(yù)定的第三電流時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)要供應(yīng)至燃料電池的第一目標(biāo)空氣流；以及通過匹配于第一電流的第一rpm而控制空氣壓縮機(jī)的第一目標(biāo)空氣流。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一電流大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第二目標(biāo)空氣流，所述第二目標(biāo)空氣流大于固定的目標(biāo)空氣流并且小于第一目標(biāo)空氣流；以及在對(duì)響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第二rpm的限制下，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制第二目標(biāo)空氣流。

該方法可以進(jìn)一步包括：在第一電池soc大于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第三目標(biāo)空氣流，所述第三目標(biāo)空氣流等于固定的目標(biāo)空氣流；確定第三目標(biāo)空氣流是否小于能夠由流量傳感器測(cè)量的第二空氣流；以及在第三目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，將第三目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且相對(duì)于響應(yīng)于極低空氣流所需的第四電流，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制極低空氣流。

在本發(fā)明的另一方面中，一種空氣流控制系統(tǒng)包括：流量傳感器，其用于測(cè)量空氣壓縮機(jī)和空氣壓力控制閥供應(yīng)至燃料電池的空氣流；rpm傳感器，其用于測(cè)量電機(jī)的rpm；以及控制單元，其用于根據(jù)對(duì)測(cè)量出的空氣流的控制而計(jì)算所需的電流，并且通過匹配于計(jì)算出的電流的rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制空氣壓縮機(jī)和空氣壓力控制閥的空氣流，其中，控制單元包括：第一確定模塊，其用于確定響應(yīng)于空氣壓縮機(jī)的第一空氣流所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流；第二確定模塊，其用于在第一電流小于預(yù)定的第二電流和第三電流時(shí)，確定從電池產(chǎn)生的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池soc，其中第二電流小于第三電流；第一控制模塊，其用于在第一電池soc小于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，維持空氣壓縮機(jī)的固定的目標(biāo)空氣流，所述固定的目標(biāo)空氣流小于第一空氣流；以及第二控制模塊，其用于通過匹配于小于第二電流的第一電流的第三rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制固定的目標(biāo)空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第三確定模塊，其用于確定第一電流是否大于預(yù)定的第三電流；第一計(jì)算模塊，其用于在第一電流大于預(yù)定的第三電流時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)要供應(yīng)至燃料電池的第一目標(biāo)空氣流；以及第三控制模塊，其用于通過匹配于第一電流的第一rpm來控制空氣壓縮機(jī)的第一目標(biāo)空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第二計(jì)算模塊，其用于在第一電流大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第二目標(biāo)空氣流，所述第二目標(biāo)空氣流大于固定的目標(biāo)空氣流并且小于第一目標(biāo)空氣流；以及第四控制模塊，其用于在響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第二rpm的限制下，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制第二目標(biāo)空氣流。

該控制單元可以進(jìn)一步包括：第三計(jì)算模塊，其用于在第一電池soc大于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第三目標(biāo)空氣流，所述第三目標(biāo)空氣流等于固定的目標(biāo)空氣流；第四確定模塊，其用于確定第三目標(biāo)空氣流是否小于能夠由流量傳感器測(cè)量的第二空氣流；以及第五控制模塊，其用于在第三目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，將第三目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且相對(duì)于響應(yīng)于極低空氣流所需的第四電流，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制極低空氣流。

本發(fā)明的實(shí)施方案通過在低電流范圍中利用rpm映射控制來相對(duì)于空氣流顯著降低rpm而可以減低鼓風(fēng)機(jī)的能耗，防止燃料電池堆干燥，并且維持燃料電池堆的i-v性能，從而促進(jìn)系統(tǒng)效率的提升和燃料電池車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。

另外，本發(fā)明的實(shí)施方案通過在低電流范圍中通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來相對(duì)于空氣流顯著降低rpm而可以減低空氣壓縮機(jī)的能耗，防止燃料電池堆干燥，并且維持燃料電池堆的i-v性能，從而促進(jìn)系統(tǒng)效率的提升和燃料電池車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。

此外，本發(fā)明的實(shí)施方案通過在鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī)的低電流范圍中以顯著低電流維持低燃料電池電壓而可以減低暴露到高壓的頻率，從而提高燃料電池壽命。

本發(fā)明的效果不限于上述效果，根據(jù)下面的描述，未做描述的其他效果將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清楚。

附圖說明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性空氣流控制方法的流程圖。

圖2是用于實(shí)施圖1的空氣流控制方法的空氣流控制系統(tǒng)的框圖。

圖3是顯示圖1的空氣流控制方法中所使用的因素(factor)的圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的示例性空氣流控制系統(tǒng)的框圖。

圖5a和圖5b是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的示例性空氣流控制方法的流程圖。

圖6是用于實(shí)施圖5a和圖5b的空氣流控制方法的空氣流控制系統(tǒng)的框圖。

圖7是顯示圖5a和圖5b的空氣流控制方法中所使用的因素的圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的空氣流控制系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)了解本文所用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似術(shù)語一般包括機(jī)動(dòng)車輛，如客運(yùn)汽車，包括運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛、包括多種小船和船艦的船只、飛機(jī)等，并包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛和其他選擇性的燃料車輛(例如衍生自除了石油之外的來源的燃料)。本文所指的混合動(dòng)力車輛為具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力源的車輛，例如汽油動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛。

在本文中所應(yīng)用的術(shù)語僅出于描述特定的實(shí)施方案的目的，而并非旨在限制本發(fā)明。本文所用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚作出相反表示。還應(yīng)了解當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，術(shù)語“包含”和/或“包括”指所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一種或多種其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如本文中所應(yīng)用，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多相關(guān)聯(lián)的列出的項(xiàng)的任何和所有組合。此外，在整個(gè)說明書中，除了明確地說明意思相反，否則詞語包括“包括”以及諸如“包括”的第三人稱形式或者“包括”的現(xiàn)在分詞形式的變化形式將被理解為意指包括聲明的元件，但不排除任何其他的元件。另外，說明書中所記載的術(shù)語“單元”、“器”、“部”以及“模塊”指的是處理至少一個(gè)功能和操作的單元，并且可以由硬件部件或軟件部件以及其組合實(shí)施。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可以體現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)可讀媒介上的永久性計(jì)算機(jī)可讀媒介，其包含通過處理器、控制器等來執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。該計(jì)算機(jī)可讀媒介的示例包括但不限于：rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟盤、閃存、智能卡以及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀媒介也可以分布在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以使計(jì)算機(jī)可讀媒介以分布式的方式來存儲(chǔ)和執(zhí)行，例如，通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)絡(luò)(can)。

現(xiàn)在將參考所附附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為具體的描述。所附附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，并且提供了更具體的對(duì)本發(fā)明的描述。然而，本發(fā)明的范圍不應(yīng)僅限于此。應(yīng)當(dāng)理解，不存在將本發(fā)明限制為本文所公開的特定形式的意圖。相反，本發(fā)明旨在涵蓋落入由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同形式以及替選形式。

本發(fā)明所述的空氣流控制系統(tǒng)一般是燃料電池系統(tǒng)的一部分(用于加壓)，空氣流控制所必需的電流量表示燃料電池根據(jù)功率分配功能的所需電流水平，其反映駕駛員的加速量。

將具體給出用于控制空氣流的方法和系統(tǒng)的描述。

示例性空氣流控制方法

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性空氣流控制方法的流程圖，圖2是用于實(shí)施圖1的空氣流控制方法的空氣流控制系統(tǒng)的框圖，圖3是顯示圖1的空氣流控制方法中所使用的因素的圖。圖3將在描述圖1所示的空氣流控制方法時(shí)使用。

圖2所示的空氣流控制系統(tǒng)200可以包括流量傳感器210，其用于測(cè)量鼓風(fēng)機(jī)201供應(yīng)至燃料電池202的空氣流；rpm傳感器220，其用于測(cè)量電機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)；以及控制單元230，其用于使用流量傳感器210測(cè)量的空氣流來調(diào)整從鼓風(fēng)機(jī)201產(chǎn)生的空氣流，并且基于響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的空氣流的所需的電流和rpm來控制空氣流。

控制單元230是通過流量傳感器210和rpm傳感器220而大體上控制從鼓風(fēng)機(jī)201產(chǎn)生的空氣流的模塊，現(xiàn)在將描述通過控制單元230實(shí)施的空氣流控制方法。

參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的空氣流控制方法100可以包括步驟110至165，其用于通過空氣流控制系統(tǒng)200(即，控制單元230)控制鼓風(fēng)機(jī)201供應(yīng)至燃料電池202的空氣流。

在步驟110，空氣流控制系統(tǒng)200可以計(jì)算響應(yīng)于由流量傳感器210測(cè)量的鼓風(fēng)機(jī)201的第一空氣流所需的第一電流。

隨著空氣流增加，用于控制空氣流的rpm和所需電流一般也增加。因此，可以根據(jù)空氣流與rpm以及所需電流之間的相關(guān)關(guān)系計(jì)算出所需電流。例如，當(dāng)確定了第一空氣流時(shí)，可以自動(dòng)計(jì)算出與空氣流相關(guān)的第一電流。

因此，在步驟115，空氣流控制系統(tǒng)200可以確定第一電流(該第一電流響應(yīng)于鼓風(fēng)機(jī)201的第一空氣流而計(jì)算出(所需))是否大于預(yù)定的第二電流a。

例如，當(dāng)?shù)谝浑娏餍∮诘诙娏鱝時(shí)，在步驟120，空氣流控制系統(tǒng)200可以計(jì)算出待從鼓風(fēng)機(jī)201供應(yīng)至燃料電池202的第一目標(biāo)空氣流。

這里，第一目標(biāo)空氣流可以指對(duì)應(yīng)于圖3中的段②和③的鼓風(fēng)機(jī)201的空氣流。

然而，當(dāng)?shù)谝浑娏鞔笥诘诙娏鱝時(shí)，在步驟125，空氣流控制系統(tǒng)200可以計(jì)算出第二目標(biāo)空氣流，該第二目標(biāo)空氣流大于第一目標(biāo)空氣流，且對(duì)應(yīng)于圖3所示的段①。

因此，在步驟130，空氣流控制系統(tǒng)200可以通過響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第四電流和第二rpm來控制第二目標(biāo)空氣流。

例如，可以根據(jù)空氣流與所需電流以及rpm之間的相關(guān)關(guān)系而簡(jiǎn)單地計(jì)算出第四電流和第二rpm，如圖3所示，或者從rpm傳感器220獲取。

這里，通過第四電流和第二rpm對(duì)第二目標(biāo)空氣流進(jìn)行的控制可以稱為rpmpi控制。

rpmpi控制可以是僅使用在自動(dòng)控制領(lǐng)域中熟知的pid(比例積分微分)控制的pi控制的方法。

在步驟120之后執(zhí)行步驟135。

特別地，在步驟135，空氣流控制系統(tǒng)200可以確定第一目標(biāo)空氣流是否大于可以由流量傳感器210測(cè)量的第二空氣流b。

對(duì)于車輛中使用的流量傳感器210，其5v的輸出信號(hào)根據(jù)空氣流的改變而變化(對(duì)于pwm類型，輸出占空比根據(jù)空氣流而變化)。根據(jù)流量傳感器210的規(guī)格，大約0到0.5v的范圍和大約4.5到5v的范圍被確定為不能正常測(cè)量空氣流的范圍。此時(shí)，空氣流的值不可靠，從而不能執(zhí)行基于目標(biāo)空氣流的rpmpi控制。

具體而言，用于鼓風(fēng)機(jī)式空氣控制的流量傳感器無法測(cè)量在空氣流低于大約5kg/h的范圍內(nèi)的空氣流。低于大約5kg/h的空氣流可以是對(duì)應(yīng)于低于大約2500rpm的操作的數(shù)值。

因此，步驟135中所需的第二空氣流可以指對(duì)應(yīng)于流量傳感器210可以測(cè)量的最小空氣流標(biāo)準(zhǔn)的空氣流。

盡管可以使用精確的流量傳感器替代流量傳感器210，但是由于成本高，本實(shí)施方案優(yōu)選不應(yīng)用這樣的精確的流量傳感器。

當(dāng)?shù)谝荒繕?biāo)空氣流小于可以由流量傳感器210測(cè)量的第二空氣流時(shí)，在步驟140，空氣流控制系統(tǒng)200可以確定第一目標(biāo)空氣流是極低空氣流。極低空氣流對(duì)應(yīng)于圖3的段③。

當(dāng)在諸如圖3的③的低電流范圍中供應(yīng)非常低的空氣流時(shí)，燃料電池內(nèi)部出現(xiàn)部分滿溢，而且排出性能下降。然而，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在低電流范圍中由部分缺乏空氣導(dǎo)致的電池電壓均勻性的下降不會(huì)影響燃料電池堆的壽命和電壓性能。

在低電流范圍中基于所需電流的空氣供應(yīng)操作不存在問題。然而，當(dāng)空氣流減小至極低水平時(shí)，必須將空氣流控制到低于可以由流量傳感器210測(cè)量的第二空氣流，如上所述。對(duì)此，鼓風(fēng)機(jī)的空氣流可以通過所需電流與所需rpm的1:1映射來控制，而不是根據(jù)所需電流來控制。

例如，在步驟140，空氣流控制系統(tǒng)200可以通過匹配于極低流的第一rpm與第三電流的一對(duì)一映射來控制鼓風(fēng)機(jī)201的極低空氣流。

這樣的極低流控制可以稱為“rpm映射控制”。當(dāng)在步驟135中第一目標(biāo)空氣流大于b時(shí)，可以執(zhí)行步驟145。

即，當(dāng)?shù)谝荒繕?biāo)空氣流大于可以由流量傳感器210測(cè)量的第二空氣流時(shí)，在步驟145，空氣流控制系統(tǒng)200可以確定從電池(未示出)產(chǎn)生(獲取)的第一電池soc(充電狀態(tài))是否小于預(yù)定的第二電池socc。

預(yù)定的第二電池soc可以用作區(qū)分圖3中的段②與段④的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)?shù)谝浑姵豷oc小于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，在步驟150，空氣流控制系統(tǒng)200可以將可以由流量傳感器210測(cè)量的第二空氣流維持為固定的目標(biāo)空氣流。

例如，當(dāng)相應(yīng)的車輛在高壓電池的soc很低的狀態(tài)下(例如，圖3中的段③和/或段②、怠速)利用極低電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，電池需要再充電。這里，如果空氣供應(yīng)由于前述的rpm映射控制而減低，則燃料電池可能被低效地充電，而且低電池充電電流顯著降低燃料電池的電壓，導(dǎo)致電池充電不充分。

因此，當(dāng)由于非常低的電池soc而需要強(qiáng)制電池再充電時(shí)，在步驟150，空氣流控制系統(tǒng)200將對(duì)應(yīng)于可以由流量傳感器210測(cè)量的最小空氣流的第二空氣流維持為固定的目標(biāo)空氣流，避免對(duì)應(yīng)于圖3的段③的rpm映射控制。

在步驟155，空氣流控制系統(tǒng)200可以通過響應(yīng)于在步驟150維持的固定的目標(biāo)空氣流所需的第五電流和第三rpm來控制出該固定的目標(biāo)空氣流。

固定的目標(biāo)空氣流控制對(duì)應(yīng)于用于實(shí)現(xiàn)圖3的段②的控制。

然而，當(dāng)在步驟145中第一電池soc大于第二電池soc時(shí)，在步驟160，空氣流控制系統(tǒng)200可以計(jì)算出第三目標(biāo)空氣流，該第三目標(biāo)空氣流大于第一目標(biāo)空氣流且小于第二目標(biāo)空氣流。

在步驟165，空氣流控制系統(tǒng)200可以通過響應(yīng)于計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流所需的第六電流和第四rpm來控制第三目標(biāo)空氣流。

例如，當(dāng)電池soc由于高壓電池的放電模式工作而顯著減低時(shí)，空氣流控制系統(tǒng)控制小于第二目標(biāo)空氣流的第三目標(biāo)空氣流，以強(qiáng)制電池再充電，而不是將空氣流控制為對(duì)應(yīng)于圖3的段③的極低空氣流和對(duì)應(yīng)于圖3的段②的低空氣流。該控制方案是前述的rpmpi控制，且對(duì)應(yīng)于用于實(shí)現(xiàn)圖3的段④的控制。

根據(jù)本實(shí)施方案，當(dāng)空氣流在低電流范圍中下降時(shí)，在低性能區(qū)域(例如，低電流范圍(圖3的②)和極低電流范圍(圖3的③))的性能變差，在對(duì)應(yīng)于40a或更高的中間或高電流范圍(圖3的段④和①)中，燃料電池堆性能得到增強(qiáng)。

因此，氫的用量可以減低，因?yàn)橛捎谥虚g或高電流范圍中的性能提高，所以可以由相對(duì)低的電流獲得相同的功率。

例如，在udds(城市道路循環(huán)工況，urbandynamometerdrivingschedule)模式下，氫的用量(能量)可以減低大約1.7％。在udds模式下反復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，常規(guī)方案加重干燥化，從而使本發(fā)明與常規(guī)方案之間的平均電流(氫的用量)以及能量消耗的差增加。

示例性空氣流控制系統(tǒng)

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性空氣流控制系統(tǒng)的框圖。將在描述圖4所示的空氣流控制系統(tǒng)時(shí)使用圖3。

參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的空氣流控制系統(tǒng)300包括流量傳感器310，其用于測(cè)量鼓風(fēng)機(jī)301供應(yīng)至燃料電池302的空氣流；rpm傳感器320，其用于測(cè)量電機(jī)的rpm；以及控制單元330，其用于根據(jù)對(duì)測(cè)量出的空氣流的控制來計(jì)算所需電流量，并且通過匹配于計(jì)算出的電流的rpm來控制空氣流。

控制單元330可以包括：第一確定模塊331，其用于確定響應(yīng)于鼓風(fēng)機(jī)301的第一空氣流以實(shí)施對(duì)應(yīng)于圖3的段③的rpm映射控制所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流；第一計(jì)算模塊332，其用于在第一電流小于預(yù)定的第二電流時(shí)，計(jì)算要供應(yīng)至燃料電池302的第一目標(biāo)空氣流；第二確定模塊333，其用于確定第一目標(biāo)空氣流是否大于可以由流量傳感器210測(cè)量出的第二空氣流；以及第一控制模塊334，其用于在第一目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)將第一目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且通過所設(shè)定的極低空氣流所需的第三電流和第一rpm來控制極低空氣流。

另外，為了實(shí)施對(duì)應(yīng)于圖3的段①的rpmpi控制，控制單元330可以進(jìn)一步包括：第二計(jì)算模塊335，其用于在第一電流大于第二電流時(shí)計(jì)算第二目標(biāo)空氣流，所述第二目標(biāo)空氣流大于第一目標(biāo)空氣流；以及第二控制模塊336，其用于通過響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第四電流和第二rpm來控制第二目標(biāo)空氣流。

此外，為了實(shí)施對(duì)應(yīng)于圖3的段②的固定的目標(biāo)空氣流控制，控制單元330可以進(jìn)一步包括：第三確定模塊337，其用于在第一目標(biāo)空氣流大于第二空氣流時(shí)，確定從電池產(chǎn)生的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池soc；第三控制模塊338，其用于在第一電池soc小于第二電池soc時(shí)，將第二空氣流維持為固定的目標(biāo)空氣流；以及第四控制模塊339，其用于通過響應(yīng)于所維持的固定的目標(biāo)空氣流所需的第五電流和第三rpm來控制固定的目標(biāo)空氣流。

另外，為了實(shí)施對(duì)應(yīng)于圖3的段④的rpmpi控制，控制單元330可以進(jìn)一步包括：第三計(jì)算模塊331a，其用于在第一電池soc大于第二電池soc時(shí)計(jì)算第三目標(biāo)空氣流，所述第三目標(biāo)空氣流小于第二目標(biāo)空氣流；以及第五控制模塊331b，其用于通過響應(yīng)于第三目標(biāo)空氣流所需的第六電流和第四rpm來控制第三目標(biāo)空氣流。

前述效果可以通過控制單元330實(shí)現(xiàn)。

另一示例性空氣流控制方法

圖5a和圖5b是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的示例性空氣流控制方法的流程圖，圖6是用于實(shí)施圖5a和圖5b的空氣流控制方法的空氣流控制系統(tǒng)的框圖，圖7是顯示了圖5a和圖5b的空氣流控制方法中所使用的因素的圖。將在描述圖5a和圖5b所示的空氣流控制方法時(shí)使用圖7。

圖6所示的空氣流控制系統(tǒng)400可以包括流量傳感器410，其用于測(cè)量供應(yīng)至燃料電池403的從空氣壓縮機(jī)401產(chǎn)生的空氣流以及從空氣壓力控制閥402產(chǎn)生的空氣流；rpm傳感器420，其用于測(cè)量電機(jī)的rpm；以及控制單元430，其用于使用由流量傳感器410測(cè)量的空氣流來調(diào)整空氣壓縮機(jī)401和空氣壓力控制閥402的空氣流，計(jì)算響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的空氣流所需的電流量，并且通過匹配于計(jì)算出的電流的rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來控制空氣壓縮機(jī)401和空氣壓力控制閥402的空氣流。

控制單元430是通過流量傳感器410和rpm傳感器420而大體控制從空氣壓縮機(jī)410和空氣壓力控制閥402產(chǎn)生的空氣流的模塊。

工作rpm限于應(yīng)用到用于加壓操作的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)401，例如箔片空氣壓縮機(jī)(airfoilcompressor)，不同于圖1至圖4所描述的鼓風(fēng)機(jī)的類型。

空氣壓縮機(jī)401裝配有箔片空氣軸承(airfoilbearing)。箔片空氣軸承由于其特性而不能在低于特定rpm的情況下工作。因?yàn)椴諝廨S承通過將空氣流轉(zhuǎn)化為壓力來舉起軸并且執(zhí)行潤(rùn)滑功能，所以箔片空氣軸承在低于特定rpm的情況下由于浮起軸承的力不足而不能工作。當(dāng)在該情況下驅(qū)動(dòng)軸承時(shí)，軸承可能受到機(jī)械損壞。

因此，空氣壓縮機(jī)401需要在特定或更高的rpm下工作，以便向燃料電池403供應(yīng)空氣流，從而必須產(chǎn)生基本的空氣流。

應(yīng)用到燃料電池系統(tǒng)的箔片空氣軸承式壓縮機(jī)必須放棄低空氣流操作以覆蓋全部的工作區(qū)域。因此，本實(shí)施方案意圖實(shí)現(xiàn)的低空氣流控制不可能僅使用空氣壓縮機(jī)。

然而，加壓操作系統(tǒng)包括前述的空氣壓力控制閥402，其設(shè)置為空氣操作壓力控制的燃料電池堆出口。這可以用于本實(shí)施方案的空氣流控制。

在維持rpm的情況下，隨著空氣壓力控制閥的打開度下降，流阻增加，從而減小空氣流并增加壓力。然而，空氣壓力控制閥402的打開度的變化導(dǎo)致的壓力改變是不明顯的，但是空氣流在低空氣流區(qū)域改變相對(duì)較大，減低了空氣壓縮機(jī)401的功耗。

因此，本實(shí)施方案可以通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來減低rpm，從而執(zhí)行低空氣流控制。

此外，當(dāng)需要將空氣流控制為低于rpm限制下的工作中的空氣流時(shí)，如同圖1至圖4所描述的空氣流控制方法，本實(shí)施方案可以通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來執(zhí)行低空氣流控制。即使在需要供應(yīng)沒有達(dá)到流量傳感器410的正常測(cè)量范圍的低空氣流時(shí)，本實(shí)施方案也可以通過空氣壓力控制閥的打開度與空氣流之間的一對(duì)一映射(其是實(shí)驗(yàn)確定的)來控制極低電流操作所必需的空氣流，不同于圖1至圖4所描述的使用鼓風(fēng)機(jī)類型的方法。

這些特征通過空氣流控制系統(tǒng)400實(shí)施，例如，空氣流控制系統(tǒng)400的控制單元430。將給出由空氣流控制系統(tǒng)400實(shí)施的空氣流控制方法的描述。

參考圖5a、圖5b以及圖7，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的空氣流控制方法500可以包括步驟510至575，其用于通過控制單元430控制空氣壓縮機(jī)401和空氣壓力控制閥402供應(yīng)至燃料電池的空氣流。

在步驟510，空氣流控制系統(tǒng)400可以計(jì)算響應(yīng)于由流量傳感器410測(cè)量的空氣壓縮機(jī)401的第一空氣流所需的第一電流。

隨著空氣流增加，用于控制空氣流的rpm和電流也增加。因此，可以通過空氣流與rpm以及電流之間的相關(guān)關(guān)系計(jì)算出電流。例如，當(dāng)確定了第一空氣流時(shí)，可以自動(dòng)計(jì)算出與其相關(guān)的第一電流。

因此，在步驟515，空氣流控制系統(tǒng)400可以確定響應(yīng)于空氣壓縮機(jī)401的第一空氣流而計(jì)算(所需)的第一電流是否大于預(yù)定的第三電流a。

預(yù)定的第三電流可以指具有對(duì)應(yīng)于圖7的段①的任意量級(jí)的電流。

例如，在第一電流大于預(yù)定的第三電流時(shí)，在步驟520，空氣流控制系統(tǒng)400可以計(jì)算空氣壓縮機(jī)401要供應(yīng)至燃料電池403的第一目標(biāo)空氣流。

計(jì)算出的第一目標(biāo)空氣流可以指具有對(duì)應(yīng)于圖7的段①的任意量級(jí)的空氣流。

在步驟525，空氣流控制系統(tǒng)400可以控制空氣壓縮機(jī)401的第一目標(biāo)空氣流，空氣壓縮機(jī)401的第一目標(biāo)空氣流通過匹配于第一電流的第一rpm計(jì)算出。

通過空氣流與電流以及rpm之間的相關(guān)關(guān)系(如圖7的段①所示)，可以簡(jiǎn)單地計(jì)算出第一電流和第一rpm，或者通過rpm傳感器420驗(yàn)證。

這里，通過第一電流和第一rpm對(duì)第一目標(biāo)空氣流進(jìn)行的控制可以稱為rpmpi控制。

rpmpi控制可以是僅使用在自動(dòng)控制領(lǐng)域中所熟知的pid(比例積分微分)控制的pi控制的方法。

當(dāng)?shù)谝浑娏餍∮陬A(yù)定的第三電流時(shí)，空氣流控制系統(tǒng)400執(zhí)行下列步驟。

在步驟530，空氣流控制系統(tǒng)400可以確定響應(yīng)于空氣壓縮機(jī)401的第一空氣流計(jì)算出(所需)的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流b且小于預(yù)定的第三電流a。

預(yù)定的第二電流用作區(qū)分圖7中的段②與段③的標(biāo)準(zhǔn)。

例如，在第一電流大于預(yù)定的第二電流且小于預(yù)定的第三電流時(shí)，在步驟535，空氣流控制系統(tǒng)400可以計(jì)算空氣壓縮機(jī)401的第二目標(biāo)空氣流，所述第二目標(biāo)空氣流小于前述的第一目標(biāo)空氣流。

第二目標(biāo)空氣流可以指具有對(duì)應(yīng)于圖7的段②的任意量級(jí)的空氣流。

在步驟540，空氣流控制系統(tǒng)400可以響應(yīng)于計(jì)算出的第二目標(biāo)空氣流而通過校正空氣壓力控制閥402的打開度來限制由rpm傳感器420測(cè)量出的第二rpm，以便防止箔片空氣軸承受到機(jī)械損傷。

因此，在步驟540，空氣流控制系統(tǒng)400可以在限制響應(yīng)于計(jì)算出的第二目標(biāo)空氣流所需的第二rpm的范圍內(nèi)通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來控制第二目標(biāo)空氣流。

第二目標(biāo)空氣流控制可以稱為“空氣壓力控制閥pi控制”。

空氣壓力控制閥pi控制可以是僅使用在自動(dòng)控制領(lǐng)域中所熟知的pid(比例積分微分)控制的pi控制的方法。

當(dāng)?shù)谝浑娏餍∮陬A(yù)定的第二電流和第三電流時(shí)，在步驟545，空氣流控制系統(tǒng)400可以確定電池的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池socc。

預(yù)定的第二電池soc可以用作區(qū)分圖7中的段③與段④的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)?shù)谝浑姵豷oc小于預(yù)定的第二電池socc時(shí)，在步驟550，空氣流控制系統(tǒng)400可以通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來設(shè)定并維持空氣壓縮機(jī)的固定的目標(biāo)空氣流，該固定的目標(biāo)空氣流小于第一空氣流和/或第二目標(biāo)空氣流。

對(duì)于在極低電流范圍(例如，圖7的段③和/或段④、怠速)內(nèi)的操作，操作方法取決于高壓電池soc。當(dāng)電池soc下降時(shí)，需要強(qiáng)制充電以維持電池soc，并從而不再減低空氣壓力控制閥402的打開度以足量地對(duì)電池充電，使得燃料電池堆可以正常地供應(yīng)電池充電電力。當(dāng)電池soc明顯較低并從而需要強(qiáng)制電池充電時(shí)，設(shè)定并維持前述的小于第二目標(biāo)空氣流的固定的目標(biāo)空氣流。

固定的目標(biāo)空氣流小于對(duì)應(yīng)于圖7的段②的第二目標(biāo)空氣流，并且可以指對(duì)應(yīng)于極低空氣流范圍的圖7的段③。

在步驟555，空氣流控制系統(tǒng)400可以通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來限制第三rpm，所述第三rpm由rpm傳感器420測(cè)量并且匹配于低于第二電流的第一電流。這可以防止箔片空氣軸承受到機(jī)械損傷。

因此，在步驟555，空氣流控制系統(tǒng)400可以通過在限制第三rpm的范圍內(nèi)對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來控制小于第二目標(biāo)空氣流的固定的目標(biāo)空氣流。

固定的目標(biāo)空氣流控制可以指空氣壓力控制閥pi控制，如同前述的第二目標(biāo)空氣流控制。

當(dāng)在步驟545電池的第一電池soc不小于預(yù)定的第二電池socc時(shí)，可以執(zhí)行下列步驟。

在步驟560，當(dāng)?shù)谝浑姵豷oc大于第二電池socc時(shí)，空氣流控制系統(tǒng)400可以計(jì)算空氣壓縮機(jī)401的第三目標(biāo)空氣流，其等于固定的目標(biāo)空氣流。

在步驟565，空氣流控制系統(tǒng)400可以確定計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流是否小于可以由流量傳感器410測(cè)量的第二空氣流d。

對(duì)于車輛中使用的流量傳感器410，其5v的輸出信號(hào)根據(jù)空氣流的改變而變化(對(duì)于pwm類型，輸出占空比根據(jù)空氣流而變化)。根據(jù)流量傳感器410的規(guī)格，大約0到0.5v的范圍和大約4.5到5v的范圍被確定為不能正常測(cè)量空氣流的范圍。此時(shí)，空氣流的值不可靠，從而不能執(zhí)行基于目標(biāo)空氣流的rpmpi控制。

具體而言，用于空氣壓縮機(jī)的空氣控制的流量傳感器不能測(cè)量空氣流低于大約5kg/h的范圍內(nèi)的空氣流。低于大約5kg/h的空氣流可以是對(duì)應(yīng)于在低于大約2500rpm下工作的數(shù)值。

因此，步驟165中所需的第二空氣流d可以指對(duì)應(yīng)于流量傳感器410可以測(cè)量的最小空氣流標(biāo)準(zhǔn)的空氣流。

盡管可以使用精確的流量傳感器替代流量傳感器410，但是由于成本高，本實(shí)施方案優(yōu)選不應(yīng)用這樣的精確的流量傳感器。

在步驟570，當(dāng)?shù)谌繕?biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，空氣流控制系統(tǒng)400可以響應(yīng)于計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流而通過校正空氣壓力控制閥402的打開度來限制由rpm傳感器420測(cè)量出的第四rpm。這可以防止箔片空氣軸承受到機(jī)械損傷。

因此，在步驟575，空氣流控制系統(tǒng)400可以將計(jì)算出的第三目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且在限制響應(yīng)于所設(shè)定的極低空氣流所需的第四rpm的范圍內(nèi)，通過對(duì)空氣壓力控制閥402的打開度的校正來控制極低空氣流。第四rpm可以等于前述的第三rpm。

這樣的極低空氣流控制可以稱為“打開度映射控制”。極低空氣流控制在由于非常低的電池soc而需要強(qiáng)制電池充電時(shí)非常有用。

極低空氣流可以等于固定的目標(biāo)空氣流。

當(dāng)在步驟565中第三目標(biāo)空氣流小于第二空氣流時(shí)，可以執(zhí)行步驟535。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案中實(shí)施的打開度映射控制，當(dāng)空氣流需要被控制為低于rpm限制的操作中的空氣流時(shí)，可以通過空氣壓力控制閥402的打開度的計(jì)算(改變)來控制低空氣流供應(yīng)。另外，當(dāng)需要供應(yīng)的空氣流小于可以由流量傳感器410正常測(cè)量的空氣流時(shí)，通過空氣壓力控制閥打開度與空氣流之間的一對(duì)一映射，可以平穩(wěn)地向燃料電池供應(yīng)極低電流操作所需的空氣流。

另一示例性空氣流控制系統(tǒng)

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的空氣流控制系統(tǒng)的另一示例的框圖。將在描述圖8的空氣流控制系統(tǒng)時(shí)參考圖7。

參考圖8，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的空氣流控制系統(tǒng)500可以包括流量傳感器510，其用于測(cè)量供應(yīng)至燃料電池503的從空氣壓縮機(jī)501產(chǎn)生的空氣流以及從空氣壓力控制閥502產(chǎn)生的空氣流；rpm傳感器520，其用于測(cè)量電機(jī)的rpm；以及控制單元530，其用于使用由流量傳感器510測(cè)量的空氣流來調(diào)整空氣壓縮機(jī)501和空氣壓力控制閥502的空氣流，計(jì)算響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的空氣流所需的電流量，并且通過匹配于計(jì)算出的電流量的rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥502的打開度的校正來控制空氣壓縮機(jī)501和空氣壓力控制閥502的空氣流。

為了實(shí)現(xiàn)圖7的段③，控制單元530可以包括：第一確定模塊531，其用于確定響應(yīng)于空氣壓縮機(jī)501的第一空氣流所需的第一電流是否大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流；第二確定單元532，其用于在第一電流小于第二電流和第三電流(第二電流小于第三電流)時(shí)，確定電池的第一電池soc是否小于預(yù)定的第二電池soc；第一控制模塊533，其用于在第一soc小于預(yù)定的第二電池soc時(shí)維持空氣壓縮機(jī)的固定的目標(biāo)空氣流，所述固定的目標(biāo)空氣流小于第一空氣流；以及第二控制模塊534，其用于通過匹配于小于第二電流的第一電流的第三rpm以及對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制固定的目標(biāo)空氣流。

為了實(shí)現(xiàn)圖7的段④，控制單元530可以包括：第三計(jì)算模塊535，其用于在第一電池soc大于預(yù)定的第二電池soc時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第三目標(biāo)空氣流，其對(duì)應(yīng)于固定的目標(biāo)空氣流；第四確定模塊536，其用于確定第三目標(biāo)空氣流是否小于可以通過流量傳感器測(cè)量的第二空氣流；以及第五控制模塊537，其用于將第三目標(biāo)空氣流設(shè)定為極低空氣流，并且相對(duì)于響應(yīng)于極低空氣流所需的第四電流，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正而來控制極低空氣流。

為了實(shí)現(xiàn)圖7的段①，控制單元530可以包括：第三確定模塊538，其用于確定第一電流是否大于預(yù)定的第三電流；第一計(jì)算模塊539，其用于在第一電流大于預(yù)定的第三電流時(shí)計(jì)算空氣壓縮機(jī)待供應(yīng)至燃料電池的第一目標(biāo)空氣流；以及第三控制模塊531a，其用于通過匹配于第一電流的第一rpm控制空氣壓縮機(jī)的第一目標(biāo)空氣流。

為了實(shí)現(xiàn)圖7的段②，控制單元530可以包括：第二計(jì)算模塊531b，其用于在第一電流大于預(yù)定的第二電流并且小于預(yù)定的第三電流時(shí)，計(jì)算空氣壓縮機(jī)的第二目標(biāo)空氣流，所述第二目標(biāo)空氣流大于固定的目標(biāo)空氣流并且小于第一目標(biāo)空氣流；以及第四控制模塊531c，其用于在對(duì)響應(yīng)于第二目標(biāo)空氣流所需的第二rpm的限制下，通過對(duì)空氣壓力控制閥的打開度的校正來控制第二目標(biāo)空氣流。

圖7的段①是根據(jù)目標(biāo)空氣流的rpmpi控制區(qū)域，圖7的段②和③是空氣壓力控制閥的pi控制區(qū)域(閥打開度控制區(qū)域)。在圖7的段①、②和③中，可以僅使用在自動(dòng)控制領(lǐng)域中所熟知的pid(比例積分微分)控制。

圖7的段④是打開度映射控制區(qū)域，即，通過所需電流與閥打開度之間的映射而執(zhí)行控制的區(qū)域。這樣的打開度映射控制區(qū)域是流量傳感器410不能執(zhí)行測(cè)量的區(qū)域，其中的操作可以通過所需電流與閥打開度的一對(duì)一映射來執(zhí)行。

具體而言，在對(duì)應(yīng)于圖7的段③和④的極低電流區(qū)域中，操作方法可以取決于高壓電池soc。因?yàn)樵陔姵豷oc下降時(shí)，可能需要強(qiáng)制電池充電以維持電池soc，所以維持固定的目標(biāo)空氣流和/或極低空氣流，如上所述，使得燃料電池堆可以正常供應(yīng)電池充電電力而不減低用于足量電池充電的閥打開度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以以不同于本文所述的特定方式的其他方式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)特征。上述實(shí)施方案因此應(yīng)當(dāng)理解為在任何意義上都是示意性而非限制性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)通過所附權(quán)利要求書及其法律上的等同形式確定，而不是通過上述說明書確定，所附權(quán)利要求的字面以及等同范圍內(nèi)的所有改變都應(yīng)包含在該范圍內(nèi)。