本申請涉及一種燃料電池的吹掃控制方法、裝置、車輛及存儲介質，其中，方法包括：在燃料電池處于吹掃模式時，采集當前車輛所處環境的環境參數，并獲取當前車輛的停放時長；基于環境參數和停放時長計算初始氮氣積累量，并根據初始氮氣積累量計算循環管路中的氮氣總積累量；基于氮氣總積累量，匹配燃料電池的最佳吹掃動作，并按照最佳吹掃動作吹掃循環管路中的氮氣。本申請實施例可以直觀穩定地估算車輛行駛過程中的氮氣總積累量，從而控制車輛進行吹掃動作，以提高車輛燃料電池的氫氣利用率，從而提高燃料電池系統效率。而提高燃料電池系統效率。而提高燃料電池系統效率。
【技術實現步驟摘要】
燃料電池的吹掃控制方法、裝置、車輛及存儲介質
[0001]本申請涉及燃料電池
，特別涉及一種燃料電池的吹掃控制方法、裝置、車輛及存儲介質。
技術介紹
[0002]燃料電池汽車由于其零碳排放特性已經成為了世界上最受關注的可持續能源，盡管已經有許多的燃料電池系統在運行，但是同樣存在許多的挑戰阻礙了商業化的進程，其中，燃料電池系統效率的提升是主要的解決途徑之一。
[0003]燃料電池系統的效率是電壓效率、熱力學效率和燃料利用效率的乘積，其中電壓效率是存在上限的，及實際電壓和理論電壓的比值，熱力學效率是一個固定值，燃料利用率即氫氣的使用效率，在這三個因素中，提升燃料的利用率對于提升系統的效率是具有直接的效果。
[0004]燃料的利用率即氫氣的利用率，理想情況下，氫氣吹掃的目的是為了提高陽極循環管路中氫氣的濃度，將多余的雜質排出反應容積內，因此，在實際使用過程中，通常按照一定的頻率將氫氣排出陽極端，合理的計算陽極循環管路中的氮氣的具體數量，作為氫氣吹掃的關鍵指標具有重大意義。
[0005]相關技術中，申請號為：CN113555592 A，專利技術名稱為燃料電池系統的氮氣濃度自適應控制方法。提出了一種燃料電池系統的氮氣濃度自適應控制方法，通過在線的擴散系數獲取，得出電堆在不同生命周期狀態下的膜的氫氣氣體擴散系數，通過氫氣和氮氣之間的轉化關系，從而得到氮氣的氣體擴散系數，利用其調整系統的標定參數，從而得到燃料電池系統性能和耐久性的最優控制效果。
[0006]申請號為：CN 107946614 B，專利技術名稱為質子交換膜燃料電池陽極氮氣吹掃策略的設計方法。公開了一種質子交換膜燃料電池陽極氮氣吹掃策略的設計方法，定義判斷了吹掃策略優劣性的指標，在不同電池運行工況下提供合適、優異的吹掃策略。通過比較能量利用率和燃料浪費率兩項指標判定掃氣策略的優異性，衡量吹掃策略優劣性的指標
?
能量利用率和燃料浪費率。通過對實際燃料電池工況進行掃氣策略設計，可以提高燃料電池能量轉化效率，也減少了氫氣燃料的浪費排放，實現質子交換膜燃料電池陽極內氮氣吹掃策略的優化。
[0007]申請號為：CN 106549176 B，專利技術名稱為GEN2陽極氫氣濃度估算的驗證和校正。提出了一種用于驗證燃料電池堆的陽極中氫氣濃度的估算，并且如果識別出誤差，則校正該估算的系統和方法，其中該方法包括將來自氫氣虛擬傳感器的測量與采用氣體濃度估算模型確定的氫氣濃度的估算進行比較。
[0008]綜上所述，在燃料電池汽車運行過程中，缺乏直接穩定地估算循環管道中氮氣濃度的方法，使得氫氣的利用率較低，難以提高燃料電池系統效率，有待改進。
技術實現思路
[0009]本申請提供一種燃料電池的吹掃控制方法、裝置、車輛及存儲介質，以解決相關技術中，缺乏直接穩定地估算循環管道中氮氣濃度的方法，使得氫氣的利用率較低，難以提高燃料電池系統效率的技術問題。
[0010]本申請第一方面實施例提供一種燃料電池的吹掃控制方法，包括以下步驟：在燃料電池處于吹掃模式時，采集當前車輛所處環境的環境參數，并獲取所述當前車輛的停放時長；基于所述環境參數和所述停放時長計算初始氮氣積累量，并根據所述初始氮氣積累量計算循環管路中的氮氣總積累量；以及基于所述氮氣總積累量，匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，并按照所述最佳吹掃動作吹掃循環管路中的氮氣。
[0011]根據上述技術手段，本申請實施例可以直觀穩定地估算車輛行駛過程中的氮氣總積累量，從而控制車輛進行吹掃動作，以提高車輛燃料電池的氫氣利用率，從而提高燃料電池系統效率。
[0012]可選地，在本申請的一個實施例中，所述根據所述氮氣總積累量匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，包括：計算所述循環管路中當前時刻的氮氣濃度和初始時刻的氮氣濃度之間的第一差值，并判斷所述第一差值是否大于第一預設閾值的同時，計算所述循環管路中當前時刻的相對變化率和之前任一時刻的相對變化率之間的第二差值，并判斷所述第二差值是否大于第二預設閾值；如果所述第一差值大于所述第一預設閾值且所述第二差值大于所述第二預設閾值時，則查詢預設關系圖，得到所述循環管路的電磁閥的最優開度。
[0013]根據上述技術手段，本申請實施例可以基于當前時刻循環管路中的氮氣濃度、氮氣變化率，確定相應的電磁閥開度，以實現最大程度的排出氫氣內的雜質。
[0014]可選地，在本申請的一個實施例中，所述根據所述氮氣總積累量匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，還包括：基于所述最優開度，計算任一時間段內的開度變化的平均值，以得到對應的平均值變化率；當所述平均值大于第三預設閾值，且所述平均值變化率大于第四預設閾值時，調節供氫閥總成，將陽極循環氫氣管道中的循環氣體和純氫氣混合通入電堆。
[0015]根據上述技術手段，本申請實施例可以基于電磁閥的開度變化的平均值得到對應的平均值變化率，以調節供氫閥總成，從而提高氫氣利用率。
[0016]可選地，在本申請的一個實施例中，所述基于所述環境參數和所述停放時長計算初始氮氣積累量，包括：將所述環境參數和所述停放時長輸入至預先構建的積累量計算模型，輸出所述初始氮氣積累量，其中，所述積累量計算模型由多個時間停放段中氮氣濃度訓練得到。
[0017]根據上述技術手段，本申請實施例可以建立積累量計算模型，以計算初始氮氣積累量。
[0018]可選地，在本申請的一個實施例中，所述氮氣總積累量的計算公式為：
[0019][0020]其中，N
N2_total
表示所述循環管路中的氮氣總積累量，N
N2_initial
表示所述初始氮氣積累量，m
N2
表示氮氣的穿透速率，ΔT1表示電磁閥關閉期間的總時間，表示吹掃時刻氮氣的流通速率，ΔT2表示吹掃的時間間隔。
[0021]本申請第二方面實施例提供一種燃料電池的吹掃控制裝置，包括：采集模塊，用于
在燃料電池處于吹掃模式時，采集當前車輛所處環境的環境參數，并獲取所述當前車輛的停放時長；計算模塊，用于基于所述環境參數和所述停放時長計算初始氮氣積累量，并根據所述初始氮氣積累量計算循環管路中的氮氣總積累量；以及控制模塊，用于基于所述氮氣總積累量，匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，并按照所述最佳吹掃動作吹掃循環管路中的氮氣。
[0022]可選地，在本申請的一個實施例中，所述控制模塊包括：第一計算單元，用于計算所述循環管路中當前時刻的氮氣濃度和初始時刻的氮氣濃度之間的第一差值，并判斷所述第一差值是否大于第一預設閾值的同時，計算所述循環管路中當前時刻的相對變化率和之前任一時刻的相對變化率之間的第二差值，并判斷所述第二差值是否大于第二預設閾值；查詢單元，用于如果所述第一差值大于所述第一預設閾值且所述第二差值大于所述第二預設閾值時，則查詢預設關系圖，得到所述循環管路的電磁閥的最優開度。
[0023]可選地，在本申請的一個實施例中，所述控制模塊還包括：第二計算單元，用于基于所述最優開度，計算任一時間段內的開度變化的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種燃料電池的吹掃控制方法，其特征在于，包括以下步驟：在燃料電池處于吹掃模式時，采集當前車輛所處環境的環境參數，并獲取所述當前車輛的停放時長；基于所述環境參數和所述停放時長計算初始氮氣積累量，并根據所述初始氮氣積累量計算循環管路中的氮氣總積累量；以及基于所述氮氣總積累量，匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，并按照所述最佳吹掃動作吹掃循環管路中的氮氣。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述氮氣總積累量匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，包括：計算所述循環管路中當前時刻的氮氣濃度和初始時刻的氮氣濃度之間的第一差值，并判斷所述第一差值是否大于第一預設閾值的同時，計算所述循環管路中當前時刻的相對變化率和之前任一時刻的相對變化率之間的第二差值，并判斷所述第二差值是否大于第二預設閾值；如果所述第一差值大于所述第一預設閾值且所述第二差值大于所述第二預設閾值時，則查詢預設關系圖，得到所述循環管路的電磁閥的最優開度。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述氮氣總積累量匹配所述燃料電池的最佳吹掃動作，還包括：基于所述最優開度，計算任一時間段內的開度變化的平均值，以得到對應的平均值變化率；當所述平均值大于第三預設閾值，且所述平均值變化率大于第四預設閾值時，調節供氫閥總成，將陽極循環氫氣管道中的循環氣體和純氫氣混合通入電堆。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述環境參數和所述停放時長計算初始氮氣積累量，包括：將所述環境參數和所述停放時長輸入至預先構建的積累量計算模型，輸出所述初始氮氣積累量，其中，所述積累量計算模型由多個時間停放段中氮氣濃度訓練得到。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮氣總積累量的計算公式為：其中，N
N2_otal
表示所述循環管路中的氮氣總積累量，N
N2_ial
表示所述初始氮氣積累量，m
N2
表示氮氣的穿透...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李煜，曾韜，陳金銳，冉洪旭，
申請(專利權)人：重慶長安新能源汽車科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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