氢燃料电池控制策略.doc

氢燃料电池控制策略.doc:..目录30KW车用氢燃料电池控制策略 错误!未定义书签。目录 11控制策略的依据 3230KW车用氢燃料电池控制策略 &ID 错误!未定义书签。 (CELL)电压轮询检测策略 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。••错误!未定义书签。 (CRM和CDR)策略 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。(Purge)过程 (Freeze)处理过程 (LeakCheck)机理 下的LeakCheck (Prime)过程 错误!未定义书签。。 错误!未定义书签。3未确定事项 错误!未定义书签。1控制策略的依据对于氢燃料电池,追求的指标有:能量密度、额定功率、最大峰值功率(保持有限时间)、最小稳定功率(小于该功率,功率输出波动大,长时间小于最小稳定功率下工作(包括开路),对电极有损伤))、效率(以氢气低燃值计算,净输出功率),生命周期、启动时间(从空闲到额定功率)、停机时间、环境耍求(工作温度、存贮温度、湿度、海拔(主要是大气压力和密度变化对电堆其它指标的影响))等。这些指标,都反映在氢燃料电池的输岀特性曲线(极化曲线)上。对氢燃料电池的设计、实验上,就是使输出特性曲线反映的指标最好。影响输出特性曲线的因素很多,对于质子交换膜氢燃料电池,主要反映在MEA的工艺上,继而派生出的因素有:阳极氢气的输入口压力(本文档中,所有压力是指绝对压力)、阳极中氢气的湿度,阴极空气的压力和流速、阴极空气的湿度,阳极和阴极的的压差、膜的温度,因流场气流的影响,流场入口端的湿度低于流场出口端的湿度,出现干端和湿端,影响指标,为了平衡湿度,采取入口气体增湿工艺,阳极采用将出口处湿度高的氢气通过冋流泵直接送冋入口,增加阳极气体入口处的湿度。因此氢气回流泵的流速也算一个因素。因质子交换膜氢燃料电池,在输出功率时会产生热量,为了达到稳定MEA的温度,就需要将热量消散掉。因此需要测试不同电流下的热量,用于设计热源到冷却介质间的热阻(工艺设计中计算或测试)及冷却流道的工艺参数。因阳极在输出功率时,湿度会逐渐增大,会产生水以及氢气纯度会逐渐降低,到一定条件就需要将阳极的氢气置换(吹扫)一次。对于电堆,通过实验和测试,绘制各个因素组合下的输出特性曲线。根据这些测绘出的输出特性曲线,综合出各个指标。根据指标,在输出特性曲线中,确定一个安全稳定工作区域。根据输出特性曲线的安全稳定工作区域,再确定各个因素以输出电流为横轴的工作区域。这些因数的工作区域,就是集成系统(模块)的技术规范(即电堆生产厂的《电堆集成手册》)。根据《电堆集成手册》,设计电堆模块,根据电堆模块的工艺,形成《模块手册》。根据《模块手册》设计辅助系统工艺。最终形成《系统工艺流程图》(P&ID)o对于应用还需要《应用需求》。以上资源是控制策略的依据。2氢燃料电池控制策略控制策略内容包括:系统量定义,ALARM和FAULT判定规则‘节电压巡检处理策略,电堆冷却液出口温度设定值策略,工作模式(CRM和CDR)策略,阳极氢气循环回路控制策略,阴极空气传输回路控制策略,冷却液传输回路控制策略,阳极氢气吹扫(Purge)过程,防冻(Freeze)处理过程,泄露检查(LeakCheck)过程、注水入泵(Prime)过程,冷启动过程,状态及迁移,CAN通讯协议。&IDK阳极氢气了系统控制涉及的项:氢气进气阀控制开关(S_H2lnlet)、氢气进气阀后的压力(P_H2lnlet)>氢气回流泵的运行控制开关(EN_H2RecirPump)>氢气回流泵的转速(n_H2RecirPump)、氢气回流泵驱动器PWM(PWM_H2RecirPump),氢气回流泵驱动器中的1个测量量(V_H2RecirPump)