本發(fā)明涉及燃料電池，尤其涉及一種燃料電池供氫系統(tǒng)、供氫控制方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、氫氣供給系統(tǒng)是燃料電池發(fā)動機(jī)的核心子系統(tǒng)之一，起著調(diào)節(jié)燃料電池堆入口氫氣流量和壓力，實(shí)現(xiàn)氫氣循環(huán)利用、促進(jìn)燃料電池堆內(nèi)部水平衡管理的作用。氫氣供給系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是否合理直接決定著燃料電池發(fā)動機(jī)的性能和壽命。

2、大功率燃料電池系統(tǒng)在使用時(shí)面臨調(diào)節(jié)氫氣流量范圍廣的問題，電堆發(fā)電功率增大時(shí)，比例閥的開度需求增大，而由于比例閥在超過一定開度后為比例閥的高占空比頻率段，對氫氣流量控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)過大超調(diào)量，使氫氣流量產(chǎn)生很大的波動，造成電堆入口的氫氣壓力不穩(wěn)定。

3、因此如何降低電堆入口的氫氣流量的波動程度，穩(wěn)定電堆入口的氫氣壓力是業(yè)界急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種燃料電池供氫系統(tǒng)、供氫控制方法、裝置及電子設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對氫氣流量控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)過大超調(diào)量，使氫氣流量產(chǎn)生很大的波動，造成電堆入口的氫氣壓力不穩(wěn)定的問題。

2、本發(fā)明第一方面提供一種燃料電池供氫系統(tǒng)，包括：

3、多個(gè)流量控制單元，多個(gè)所述流量控制單元的進(jìn)氣端均用于與儲氫系統(tǒng)的出氣端連通；多個(gè)所述流量控制單元的出氣口的口徑不同；

4、引射器，所述引射器的進(jìn)氣端具有多個(gè)噴嘴；所述噴嘴與所述流量控制單元的出氣口連通，多個(gè)所述噴嘴的口徑不同，多個(gè)所述噴嘴與多個(gè)所述流量控制單元的出氣口一一對應(yīng)；

5、電堆，所述電堆的進(jìn)氣端與所述引射器的出氣端連通。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫系統(tǒng)，還包括：

7、泄壓閥，所述泄壓閥的進(jìn)氣端與所述電堆的進(jìn)氣端連通，所述泄壓閥的出氣端連通大氣。

8、本發(fā)明第二方面提供一種燃料電池供氫控制方法，用于上述的燃料電池供氫系統(tǒng)，所述燃料電池供氫控制方法包括：

9、獲取當(dāng)前電堆電流，以及氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值；

10、基于所述當(dāng)前電堆電流，確定與所述當(dāng)前電堆電流對應(yīng)的氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值；

11、在所述氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值與所述氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值的偏差值不在偏差閾值范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫控制方法，所述根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量，包括：

13、根據(jù)所述偏差值，確定第一開度調(diào)節(jié)量；

14、根據(jù)所述當(dāng)前電堆電流，確定第二開度調(diào)節(jié)量；

15、根據(jù)所述第一開度調(diào)節(jié)量及所述第二開度調(diào)節(jié)量，確定所述流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫控制方法，所述根據(jù)所述偏差值，確定第一開度調(diào)節(jié)量，包括：采用模糊pid控制算法或采用adrc算法對所述偏差值進(jìn)行處理，確定所述第一開度調(diào)節(jié)量；

17、所述根據(jù)所述當(dāng)前電堆電流，確定第二開度調(diào)節(jié)量，包括：對所述當(dāng)前電堆電流前饋控制，確定所述第二開度調(diào)節(jié)量。

18、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫控制方法，還包括：

19、在所述偏差值處于偏差閾值范圍內(nèi)的情況下，維持所述流量控制單元的當(dāng)前開度。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫控制方法，在所述根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量之前，還包括：

21、基于輸送氫氣量的變化情況或者電堆電流的變化情況，確定需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的所述流量控制單元。

22、根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池供氫控制方法，所述基于輸送氫氣量的變化情況或者電堆電流的變化情況，確定需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的所述流量控制單元，包括：

23、在輸送氫氣量變大或者在所述電堆電流增大的情況下，按照出氣口的口徑從小到大的順序確定需要調(diào)節(jié)的所述流量控制單元；

24、在輸送氫氣量變小或者在所述電堆電流降低的情況下，按照出氣口的口徑從大到小的順序確定需要調(diào)節(jié)的所述流量控制單元。

25、本發(fā)明第三方面提供一種燃料電池供氫控制裝置，包括：

26、獲取模塊，用于獲取當(dāng)前電堆電流，以及氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值；

27、第一確定模塊，用于基于所述當(dāng)前電堆電流，確定與所述當(dāng)前電堆電流對應(yīng)的氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值；

28、第二確定模塊，用于在所述氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值與所述氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值的偏差值不在偏差閾值范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量。

29、本發(fā)明第四方面提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)所述燃料電池供氫控制方法。

30、本發(fā)明提供的燃料電池供氫系統(tǒng)，通過設(shè)置出氣口的口徑不同的多個(gè)流量控制單元，通過設(shè)置多個(gè)口徑不同的噴嘴，且噴嘴與流量控制單元一一對應(yīng)，可以通過調(diào)整各個(gè)流量控制單元的開度，來調(diào)整進(jìn)堆氫氣的壓力和流量，從而可以確保在不同工況點(diǎn)下氫氣進(jìn)堆流量的波動程度較小，進(jìn)堆壓力較為穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對氫氣流量控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)過大超調(diào)量，使氫氣流量產(chǎn)生很大的波動，造成電堆入口的氫氣壓力不穩(wěn)定的問題。

31、本發(fā)明的燃料電池供氫控制方法，在氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值與氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值的偏差值不在偏差閾值范圍內(nèi)的情況下，通過根據(jù)偏差值和當(dāng)前電堆電流，確定流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量，不僅可以避免過于依賴經(jīng)驗(yàn)，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整，使流量控制單元開度的調(diào)整更加及時(shí)準(zhǔn)確，可以確保實(shí)際壓力及時(shí)跟隨目標(biāo)壓力變化，可以確保在不同工況點(diǎn)下氫氣進(jìn)堆流量的波動程度較小，進(jìn)堆壓力較為穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對氫氣流量控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)過大超調(diào)量，使氫氣流量產(chǎn)生很大的波動，造成電堆入口的氫氣壓力不穩(wěn)定的問題。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池供氫系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池供氫系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

3.一種燃料電池供氫控制方法，其特征在于，用于權(quán)利要求1或2所述的燃料電池供氫系統(tǒng)，所述燃料電池供氫控制方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池供氫控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元（100）開度的調(diào)節(jié)量，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池供氫控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述偏差值，確定第一開度調(diào)節(jié)量，包括：采用模糊pid控制算法或采用adrc算法對所述偏差值進(jìn)行處理，確定所述第一開度調(diào)節(jié)量；

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池供氫控制方法，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項(xiàng)所述的燃料電池供氫控制方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述偏差值和所述當(dāng)前電堆電流，確定所述流量控制單元（100）開度的調(diào)節(jié)量之前，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池供氫控制方法，其特征在于，所述基于輸送氫氣量的變化情況或者電堆電流的變化情況，確定需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的所述流量控制單元（100），包括：

9.一種燃料電池供氫控制裝置，其特征在于，包括：

10.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述燃料電池供氫控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種燃料電池供氫系統(tǒng)、供氫控制方法、裝置及電子設(shè)備。該供氫系統(tǒng)包括多個(gè)流量控制單元；多個(gè)流量控制單元的出氣口的口徑不同。引射器的進(jìn)氣端具有多個(gè)噴嘴；噴嘴與流量控制單元的出氣口連通，多個(gè)噴嘴的口徑不同，多個(gè)噴嘴與多個(gè)流量控制單元的出氣口一一對應(yīng)。電堆的進(jìn)氣端與引射器的出氣端連通。該控制方法包括：獲取當(dāng)前電堆電流，以及氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值；基于當(dāng)前電堆電流，確定對應(yīng)的氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值；在氫氣進(jìn)堆實(shí)際壓力值與所述氫氣進(jìn)堆設(shè)定壓力值的偏差值不在偏差閾值范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)偏差值和當(dāng)前電堆電流，確定流量控制單元開度的調(diào)節(jié)量。解決了氫氣進(jìn)堆流量波動大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣鴻浪,劉佳,趙靜靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三一氫能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2