氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法及破冰启动装置与流程

本发明涉及燃料电池，特别涉及氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法及破冰启动装置。

背景技术：

1、氢气循环泵是燃料电池的核心部件，其用于给燃料电池的电堆供应氢气，氢气循环泵的良好运转是燃料电池能良好工作的必要条件。

2、燃料电池被广泛应用于诸如新能源汽车等各种领域，这就使得其会在各种环境条件下工作。在极寒天气中或在其他一些低温环境下，燃料电池工作过程中所产生水份或水汽会在氢气循环泵中凝结成冰，导致氢气循环泵的转子被冻住，使得氢气循环泵的转子无法转动，进而所述氢气循环泵无法工作。为了解决这一情况，可以在氢气循环泵外部加装加热装置，通过加热达到破冰效果，但这种结构需要热量传递，消耗时间长，也增加了破冰硬件成本。在不增加成本的情况下，一般通过软件控制，例如转速开环控制实现氢循环泵的破冰启动。例如中国专利202210140928.4中提到一种氢气循环泵的破冰启动方法，其采用开环控制方法，根据定子频率与定子电压的线性关系，确定目标转速对应的定子电压，通过对定子电压进行逻辑处理，从而控制氢气循环泵的转子根据交替输出的第一破冰信号和第二破冰信号实现旋转方向的交替，开始除冰过程。在转速开环情况下，有可能存在启动无法成功启动的情况，因此还需要通过控制软件来进行判定启动是否成功。例如在前述专利中，是通过实时获取转子的实际转速，然后通过其与目标转速的差异判断是否破冰完成。具体而言，其通过采集达到目标转速对应的定子电压时的定子电流，并结合所述定子电压估算实际转速。采用这种方式估算转速，仅当转速较高时才可得到较为准确的结果，然而在破冰的前期阶段，转速通常较低，这就使得采用这一方法进行判断时准确率较低，因此可能造成误判的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的部分或全部问题，本发明第一方面提供一种氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法，包括：

2、计算所述氢气循环泵的电机理论电压值；以及

3、获取电机的实际电压值，并与所述电机的理论电压值比较，以判定电机是否已成功启动。

4、进一步地，所述理论电机电压值ust的计算包括：

5、

6、其中，

7、udt＝r*id-w*lq*iq，为稳态运行工况下，氢气循环泵的电机定子电压的d轴分量；以及

8、uqt＝r*iq+w(flux+ld*id)，为稳态运行工况下，氢气循环泵的电机定子电压的q轴分量，其中，r为电枢电阻，id、iq分别为预设的氢气循环泵的电机定子电流的d轴及q轴分量，lq为交轴同步电感，ld为直轴同步电感，w为电机电角速度，以及flux为永磁磁链。

9、进一步地，所述电机电角速度w＝np*wr，其中np为氢气循环泵的电机极对数，以及wr为预设的氢气循环泵的电机机械角速度。

10、进一步地，所述电机的实际电压值的获取包括：

11、获取所述电机的定子电流的d轴及q轴分量；以及

12、根据所述定子电流的d轴及q轴分量计算得到所述电机的实际电压值。

13、进一步地，获取所述电机的定子电流的d轴及q轴分量包括：

14、采样所述电机的三相电流；以及

15、基于开环角度，将所述三相电流进行clark及park变换，得到所述电机的定子电流的d轴及q轴分量。

16、进一步地，所述电机的实际电压值的获取包括：

17、基于软件控制的中间量等效代替所述电机的实际电压值。

18、进一步地，判定电机是否已成功启动包括：

19、若在指定时长内，所述实际电压值与理论电压值的差值小于预设阈值，则认为电机已成功启动；否则

20、认为电机未成功启动。

21、进一步地，所述破冰启动方法还包括：

22、若电机未成功启动，则根据预设的转速及电流，重新启动氢气循环泵。

23、本发明第二方面提供一种氢气循环泵的破冰启动装置，包括：

24、控制模块，其用于根据预设的电流值控制所述氢气循环泵的电机转动，以达到预设的转速；

25、电流检测模块，其用于检测所述电机的三相电流；以及

26、判断模块，其用于根据所述电流检测模块检测到的三相电流值计算实际电压值，并与理论电压值比较，以判断电机是否启动成功。

27、进一步地，所述破冰启动装置还包括：

28、计时模块，其用于记录所述实际电压值与理论电压值的差值小于预设值的持续时长。

29、本发明提供的一种氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法及破冰启动装置，其通过电流指令来进行破冰启动，并进一步地通过实时获取电机电压与理论值比较的方式，来判定电机破冰启动是否成功，整体控制方法简单，能够提高破冰启动的效率及成功与否的判定准确率。

技术特征：

1.一种氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的成功判定方法，其特征在于，所述电机的理论电压值ust的计算包括：

3.如权利要求2所述的成功判定方法，其特征在于，所述电机电角速度w＝np*wr，其中np为氢气循环泵的电机极对数，以及wr为预设的氢气循环泵的电机机械角速度。

4.如权利要求1所述的成功判定方法，其特征在于，所述电机的实际电压值的获取包括步骤：

5.如权利要求4所述的成功判定方法，其特征在于，获取所述电机的定子电流的d轴及q轴分量包括步骤：

6.如权利要求1所述的成功判定方法，其特征在于，所述电机的实际电压值的获取包括步骤：

7.如权利要求1所述的成功判定方法，其特征在于，判定电机是否已成功启动包括步骤：

8.如权利要求1所述的成功判定方法，其特征在于，还包括步骤：

9.一种氢气循环泵的破冰启动装置，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的破冰启动装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开一种氢气循环泵的破冰启动的成功判定方法，其通过计算氢气循环泵的电机的理论电压值，并获取电机的实际电压值与电机的理论电压值比较，以判定电机是否已成功启动。其整体控制方法简单，能够提高破冰启动的效率及成功与否的判定准确率。

技术研发人员：靳增峰,徐大炎,刘华健,王娟,董文宇
受保护的技术使用者：华涧新能源科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13