一种燃料电池系统空压机的控制方法与流程

文档序号:15249519发布日期:2018-08-24 19:38阅读:1589来源:国知局

本发明涉及到燃料电池领域,特别是涉及到一种燃料电池系统空压机的控制方法。



背景技术:

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,燃料电池用燃料和氧气作为同时没有机械传动部件,故没有噪,排放出的有害气体极少;声污染。

新能源汽车发展的主要趋势是汽车能源的多元化和汽车动力的电气化。燃料电池作为一种高效、零污染车用电源,是汽车动力电气化的理想选择。燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源,由于其高效率和低排放等众多优点,逐渐成为了车载发动机的研究重点。

在燃料电池系统的运行过程中,空压机有时会有喘振现象,这种现象及影响空压机的寿命,又影响燃料电池的正常运行。



技术实现要素:

为了解决上述现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种燃料电池系统空压机的控制方法。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:

一种燃料电池系统空压机的控制方法,包括以下步骤:

获取空压机的实时转速数据和空气流量数据;

判断实时空气流量数据和转速数据是否在预设的喘振数据范围内;

若在范围内,增加空压机输出空气流量。

进一步地,所述判断实时空气流量数据和转速数据是否在预设的喘振数据范围内步骤之前,包括,

空压机处于喘振状态时,获取空压机对应的转速数据和空气流量数据的范围作为预设的喘振数据范围。

进一步地,所述空压机处于喘振状态时,获取空压机对应的转速数据和空气流量数据的范围作为预设的喘振数据范围步骤,包括,

通过空气流量计获取空压机喘振时的空气流量数据。

进一步地,所述空压机处于喘振状态时,获取空压机对应的转速数据和空气流量数据的范围作为预设的喘振数据范围步骤,包括,

将得到的转速数据和空气流量数据的最大值作为预设的喘振数据范围的最大值。

进一步地,所述获取空压机的实时空气流量数据步骤,包括,

通过空气流量计获取空压机的实时空气流量数据。

进一步地,所述增加空压机输出空气流量步骤,包括,

通过控制开关控制歧管导通,增加空压机的出气量,使部分气流不进入电堆而直接排入大气。

进一步地,所述增加空压机输出空气流量步骤,包括,

通过提升电堆的功率,增加空压机输出空气流量。

本发明的有益效果是:在空压机工作的时候,获取其实时转速数据和流量数据,根据获取到的数据确定空压机处于喘振状态,则通过增加空压机输出空气流量来解决空压机喘振问题,直接高效,不会对空压机造成二次损害。

附图说明

图1为本发明一实施例一种燃料电池系统空压机的控制方法的方法流程图;

图2为本发明另一实施例一种燃料电池系统空压机的控制方法的方法流程图;

图3为本发明另一实施例一种燃料电池系统空压机的控制方法的方法流程图;

图4为本发明一种解决空压机喘振的装置的结构示意图。

具体实施方式

为阐述本发明的思想及目的,下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

参照图1-4,提出本发明一具体实施例,一种燃料电池系统空压机的控制方法,包括以下步骤:

s10、获取空压机的实时转速数据和空气流量数据。

s30、判断实时空气流量数据和转速数据是否在预设的喘振数据范围内。

s40、若在范围内,增加空压机输出空气流量。

对于步骤s10,获取到空压机的实时转速数据和空气流量数据,并以转速数据和空气流量数据作为依据判断空压机工作状态,确定空压机当前工作状态为正常工作状态还是喘振状态。

具体的步骤s10,包括步骤s11,通过空气流量计获取空压机的实时空气流量数据。

对于步骤s11,将空气流量计设置在空压机的进气管道或者出气管道,即可测量到空压机对应的实时空气流量数据。

对于步骤s30,预设好代表空压机喘振时的空气流量数据和转速数据的范围,用于后续直接与实时的空气流量数据和转速数据进行比较,确定空压机是否喘振。通过比对数据是否在预设的喘振数据范围内,能够精确的判断出空压机当前的状态。

对于步骤s40,如果在预设的喘振数据范围内,则判定空压机当前状态为喘振状态,且进一步,提高空压机的输出空气流量,使得空压机不在喘振状态工作,减少空压机的损伤。

具体的,步骤s40增加空压机输出空气流量,包括一下两种方法:

s41、通过控制开关控制歧管导通,增加空压机的出气量,使部分气流不进入电堆而直接排入大气。

s42、通过提升电堆的功率,增加空压机输出空气流量。

对于步骤s41,在不增加燃料电池功率的前提下,增加了空压机出风量,通过增加空压机输出空气流量来解决空压机喘振问题,直接高效,不会对空压机造成二次损害。

如图4所示,在本发明的一具体实施例中,一种解决空压机喘振的装置包括:用于过滤空气的空气过滤器1,一端连接空气过滤器1另一端连接空压机3的空气流量计2,空压机3、连接空压机3的中冷器4和增湿器5,歧管10,电磁阀6,电堆7,以及用于排出反应后气体的空气尾排8。歧管10一端连接增湿器5和电堆7之间的气管,另一端连接空气尾排8。

控制开关用于控制歧管10的导通和阻塞。当歧管10阻塞时,空压机3出来的气流直接通过气管全部进入电堆7内进行反应,产生电能;当歧管10导通时,空压机3出来的气流,一部分通过气管进入电堆7内进行反应产生电能,产生电能以供设备使用,一部分通过歧管10直接进入空气尾排8,直接与反应后的废气一同排出,在不改变电堆7功率的前提下,提高了整个系统的进气需求,增加了空压机3的流量和转速,避免空压机3出现喘振现象,影响空压机3使用寿命。

当判定空压机处于喘振状态时,则控制对应的控制开关导通歧管,可以在不增加燃料电池功率的前提下,增加空压机输出气流的需求,提高空压机的输出空气流量,防止空压机进入喘振状态。

对于步骤s42,在判定空压机处于喘振状态时,也可以通过直接提高燃料电池的功率来,防止空压机继续处于喘振状态。

本方案,在空压机工作的时候,获取其实时转速数据和流量数据,根据获取到的数据确定空压机处于喘振状态,则通过增加空压机输出空气流量来解决空压机喘振问题,直接高效,不会对空压机造成二次损害。

参考图2和图3,在本发明另外实施例中,在步骤s30之前,包括以下步骤:

s20、空压机处于喘振状态时,获取空压机对应的转速数据和空气流量数据的范围作为预设的喘振数据范围。

对于步骤s20,在步骤s30之前,先行通过实验或者实时采集的方式获取到空压机处于喘振状态时,对应的转速数据和空气流量数据,并根据该数据确定出空压机喘振时的转速数据和空气流量数据的范围,以用作后续对比使用。

具体的,步骤s20包括以下步骤:

s21、通过空气流量计获取空压机喘振时的空气流量数据。

s22、将获取到的转速数据和空气流量数据的最大值作为预设的喘振数据范围的最大值。

对于步骤s21,将空气流量计设置在空压机的进气管道或者出气管道,即可测量到空压机对应的实时空气流量数据。具体设置方式可参考图4。

对于步骤s22,空压机喘振现象发生在空压机输出空气量较小的时候,确定了空压机从喘振状态变为正常工作状态时的临界输出空气流量数据,也就是喘振状态的最大空气流量值,即可确定空压机喘振的空气流量数据范围。

本方案,在空压机工作的时候,获取其实时转速数据和流量数据,根据获取到的数据确定空压机处于喘振状态,则通过增加空压机输出空气流量来解决空压机喘振问题,直接高效,不会对空压机造成二次损害。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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