用于车辆燃料电池动力系统的阴极分流控制和压力控制

摘要

本发明涉及用于车辆燃料电池动力系统的阴极分流控制和压力控制，提供了用来控制车辆燃料电池系统中的阴极背压阀和旁路阀的装置和方法。基于前馈的控制策略用来控制阴极背压阀。对旁路阀的控制被整合进对阴极背压阀的控制中。这样的控制策略以预测方式改善对系统中的瞬时阴极压力和旁路分流设定点的阀门响应。

主权项

一种车辆燃料电池系统，包括：燃料电池堆，其限定在其中的至少一个阳极流动路径和至少一个阴极流动路径；背压阀，其流体连接到所述至少一个阴极流动路径的出口；旁路阀，其被构造成提供绕过所述至少一个阴极流动路径的选择性流体旁路；以及控制器，其包括非易失性存储器和至少一个处理器，使得存储在所述存储器中的指令由所述至少一个处理器执行以通过利用下列手段控制所述背压阀和所述旁路阀的位置从而同时满足背压设定点和流量设定点：基于前馈的控制策略，其用于通过调节所述背压阀的位置来控制所述燃料电池堆中的气体压力，其中所述基于前馈的控制策略利用堆压力设定点、堆压力反馈值和对应于所述背压阀的位置的前馈背压阀值；所述背压阀的至少一个压降模型和阀门位置模型来确定所述前馈背压阀值；以及所述堆压力反馈值、所述旁路阀的至少一个压降模型和所述旁路阀的阀门位置模型来调节所述旁路阀的位置。