一种背压阀的控制方法和装置与流程

本发明涉及燃料电池系统上背压阀控制的，尤其涉及一种背压阀的控制方法和装置。

背景技术：

1、燃料电池系统的背压阀对于空气侧的流量和压力闭环控制起着至关重要的作用。燃料电池系统运行过程中阴极侧会产生大量的水由阴极出口排出，背压阀处于阴极出口位置，阀片上附着有大量液态水。燃电系统停机后在低温环境下存储，背压阀容易结冰，影响再次启动及其使用寿命，导致背压阀控制过程中的可靠性不足。

2、因此，如何提高背压阀控制的可靠性，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供的一种背压阀的控制方法和装置，能够提高背压阀控制的可靠性。

2、本发明实施例提供了以下方案：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种背压阀的控制方法，方法包括：

4、在燃料电池系统的空气子系统完成停机任务时，确定燃料电池系统的背压阀的停机开闭状态是否配置为完全关闭的目标状态；

5、在停机开闭状态配置为目标状态时，对背压阀输出阀片除水指令；

6、根据阀片除水指令控制背压阀的阀片在预设开度区间执行往复开闭动作，以对背压阀执行阀片除水任务；

7、在阀片除水任务的执行结果达到预设条件时控制背压阀关闭至目标状态，其中，预设条件为往复开闭动作的执行次数或执行时间达到对应的设定阈值。

8、在一种可选的实施例中，控制背压阀关闭至目标状态，包括：

9、判断背压阀在关闭路径的路径开度是否大于预设的第一开度阈值；

10、若是，则在路径开度为第一开度阈值时，配置阀片的关闭速率由当前运行速率降低至预设的第一速率，并根据第一速率控制阀片关闭至目标状态；

11、若否，则控制阀片在当前开度由当前运行速率降低至预设的第二速率，并根据第二速率控制阀片关闭至目标状态。

12、在一种可选的实施例中，控制阀片关闭至目标状态，包括：

13、输出驱动信号至阀片的驱动电机，以控制驱动电机关闭阀片；

14、在阀片的关闭过程中接收阀片的位置反馈信号；

15、在位置反馈信号为目标状态的目标信号时，停止输出驱动信号。

16、在一种可选的实施例中，根据阀片除水指令控制背压阀在预设开度区间执行往复开闭动作之前，方法还包括：

17、获取背压阀的外部环境温度；

18、根据外部环境温度配置预设条件的目标执行次数或目标执行时间，其中，目标执行次数和目标执行时间均与外部环境温度呈反比。

19、在一种可选的实施例中，根据阀片除水指令控制背压阀在预设开度区间执行往复开闭动作，包括：

20、根据阀片除水指令配置背压阀的开启速率由初始速率提高至第三速率，以及关闭速率由初始速率提高至第四速率；

21、控制背压阀以第三速率执行往复开闭动作的开启动作，以及以第四速率执行往复开闭动作的关闭动作。

22、在一种可选的实施例中，控制背压阀关闭至目标状态之后，方法还包括：

23、接收背压阀的开启指令；

24、根据开启指令控制背压阀开启，并在开启过程中确定背压阀的初次开启标志位或破冰标志位是否被激活；

25、在背压阀的初次开启标志位或破冰标志位被激活时，配置背压阀的开启速率由初始速率提高至第五速率；

26、根据第五速率控制阀片进行初次开启或执行阀门破冰任务。

27、在一种可选的实施例中，在开启过程中确定背压阀的初次开启标志位是否被激活，包括：

28、在背压阀的初次开启过程中，获取阀片的当前实际开度和当前目标开度；

29、在当前实际开度小于第二开度阈值，且当前目标开度大于第二开度阈值时，确定初次开启标志位为激活状态。

30、在一种可选的实施例中，控制背压阀关闭至目标状态之后，方法还包括：

31、根据开启指令控制背压阀执行阀门开启任务，并获取任务执行过程中实际开度与目标开度的开度积分差值，以及相邻控制周期的开度微分差值；

32、根据开度积分差值在预设的比例差值曲线确定出比例系数，其中，比例差值曲线为不同的开度积分差值随比例系数变化的曲线；

33、根据开度积分差值在预设的积分差值曲线确定出积分系数，其中，积分差值曲线为不同的开度积分差值随积分系数变化的曲线；

34、根据开度微分差值在预设的微分差值曲线确定出微分系数，其中，微分差值曲线为不同的开度微分差值随微分系数变化的曲线；

35、根据比例系数、积分系数和微分系数，控制背压阀执行阀门开启任务。

36、在一种可选的实施例中，根据比例系数、积分系数和微分系数，控制背压阀执行阀门开启任务之前，方法还包括：

37、判断积分系数是否大于或小于预设的系数区间；

38、在积分系数大于系数区间时，根据系数区间的上限值更新积分系数；

39、在积分系数小于系数区间时，根据系数区间的下限值更新积分系数。

40、第二方面，本发明实施例还提供了一种背压阀的控制装置，装置包括：

41、第一确定模块，用于在燃料电池系统的空气子系统完成停机任务时，确定燃料电池系统的背压阀的停机开闭状态是否配置为完全关闭的目标状态；

42、输出模块，用于在停机开闭状态配置为目标状态时，对背压阀输出阀片除水指令；

43、第一执行模块，用于根据阀片除水指令控制背压阀的阀片在预设开度区间执行往复开闭动作，以对背压阀执行阀片除水任务；

44、第一控制模块，用于在阀片除水任务的执行结果达到预设条件时控制背压阀关闭至目标状态，其中，预设条件为往复开闭动作的执行次数或执行时间达到对应的设定阈值。

45、本发明的一种背压阀的控制方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

46、本发明的控制方法在燃料电池系统的空气子系统完成停机任务时，确定燃料电池系统的背压阀的停机开闭状态是否配置为完全关闭的目标状态，在停机开闭状态配置为目标状态时，说明背压阀可能存在结冰风险，则对背压阀输出阀片除水指令，根据阀片除水指令控制背压阀的阀片在预设开度区间执行往复开闭动作，以对背压阀执行阀片除水任务，在阀片除水任务的执行结果达到预设条件时控制背压阀关闭至目标状态。阀片除水任务利用阀片偏转对液态水施加离心力，可减少阀片上的液态水，降低背压阀发生结冰的可能性，一定程度提高背压阀的使用寿命，同时降低执行破冰任务的难度，进而能够提高背压阀控制的可靠性。

技术特征：

1.一种背压阀的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的背压阀的控制方法，其特征在于，控制所述背压阀关闭至所述目标状态，包括：

3.根据权利要求2所述的背压阀的控制方法，其特征在于，控制所述阀片关闭至所述目标状态，包括：

4.根据权利要求1所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述阀片除水指令控制所述背压阀在预设开度区间执行往复开闭动作之前，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述阀片除水指令控制所述背压阀在预设开度区间执行往复开闭动作，包括：

6.根据权利要求1所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述控制所述背压阀关闭至所述目标状态之后，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述在开启过程中确定所述背压阀的初次开启标志位是否被激活，包括：

8.根据权利要求1所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述控制所述背压阀关闭至所述目标状态之后，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的背压阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述比例系数、所述积分系数和所述微分系数，控制所述背压阀执行阀门开启任务之前，所述方法还包括：

10.一种背压阀的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结本发明公开了一种背压阀的控制方法和装置，涉及背压阀控制的技术领域。控制方法在燃料电池系统的空气子系统完成停机任务时，确定燃料电池系统的背压阀的停机开闭状态是否配置为完全关闭的目标状态，在停机开闭状态配置为目标状态时，说明背压阀可能存在结冰风险，则对背压阀输出阀片除水指令，根据阀片除水指令控制背压阀的阀片在预设开度区间执行往复开闭动作，以对背压阀执行阀片除水任务，在阀片除水任务的执行结果达到预设条件时控制背压阀关闭至目标状态。阀片除水任务利用阀片偏转对液态水施加离心力，可减少阀片上的液态水，降低背压阀发生结冰的可能性，一定程度提高背压阀的使用寿命，进而能够提高背压阀控制的可靠性。技术研发人员：严飞,王秋来,王成,宫熔,段浩受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25