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原文传递一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法

专利名称：	一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法
摘要：	本发明公开了一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，包括：分别获取燃料电池车辆使用的环境温度、燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、车载储氢系统的情况以及预留氢量并进行计算，获得残余氢气质量阈值；对残余氢气质量阈值进行换算获得残余氢气的SOC阈值H2SOCR或残余氢气的密度阈值，根据车载储氢系统的情况确定残余氢量阈值并输出；本发明能够综合燃料电池车辆使用的环境温度、海拔、燃料电池系统常温和低温停机吹扫所需的氢量、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、车载储氢系统情况确定车载储氢系统的残余氢量阈值，为燃料电池车辆的控制提供更加精确、完善的应对策略。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海徐工智能科技有限公司;江苏徐工工程机械研究院有限公司
发明人：	王佳;姚伟;柴结实
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-21T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310905341.2
公开号：	CN117002332A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	冯宁
分类号：	B60L58/30;B60L58/32;B;B60;B60L;B60L58;B60L58/30;B60L58/32
申请人地址：	200063 上海市普陀区中山北路2130号12楼;
主权项：	1.一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，包括：分别获取燃料电池车辆使用的环境温度、燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、车载储氢系统的情况以及预留氢量；根据车载储氢系统的情况、燃料电池车辆使用的环境温度、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量及预留氢量，计算残余氢气质量阈值；根据车载储氢系统的情况对残余氢气质量阈值进行换算，获得残余氢气的SOC阈值H2SOCR或残余氢气的密度阈值ρR；根据燃料电池车辆使用的环境温度、燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、车载储氢系统的情况，确定残余氢量阈值；其中，残余氢量阈值为残余氢气质量阈值或残余氢气的SOC阈值H2SOCR或残余氢气的密度阈值ρR。 2.根据权利要求1所述的一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量MH2FCSPurge包括：燃料电池系统低温停机吹扫所需的氢量和燃料电池系统常温停机吹扫所需的氢量；其中，燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量MH2FCSPurge的获取方法为：基于预设的燃料电池系统进行常温或低温吹扫策略的温度分界阈值，获得对应的燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量MH2FCSPurge，包括：当环境温度大于或等于T0时，MH2FCSPurge＝MH2FCSPurge_N；当环境温度小于T0时，MH2FCSPurge＝MH2FCSPurge_C；其中，T0为燃料电池系统进行常温或低温吹扫策略的温度分界阈值，MH2FCSPurge_N为燃料电池系统执行一次常温吹扫所需的氢气质量，MH2FCSPurge_C为燃料电池系统执行一次低温吹扫所需的氢气质量，T0、MH2FCSPurge、MH2FCSPurge_N均由燃料电池系统进行设计输入。 3.根据权利要求1所述的一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，根据车载储氢系统的情况、燃料电池车辆使用的环境温度、加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压、燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量及预留氢量，计算残余氢气质量阈值，包括：在加氢站允许车辆加氢最低的氢气余压下，根据车载储氢系统的情况，分别获得车载储氢系统内的压力、储氢系统的温度、所有气瓶的平均温度以及各个氢瓶的容积，以及根据车载储氢系统内的压力和温度采用查表方式获取相应的氢气密度；根据氢气密度和各个氢瓶的容积，计算车载储氢系统氢气质量MH2；根据车载储氢系统氢气质量MH2、燃料电池系统停机吹扫所需的氢量、预留氢量，计算残余氢气质量阈值MR。 4.根据权利要求3所述的一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，车载储氢系统氢气质量MH2的计算公式为： MH2＝(V1+...+VN)×ρ(P,T)或者式中，V1～VN分别为第1个～第N个氢瓶的容积，P为车载储氢系统内的压力，T为所有气瓶的平均温度，T1、TN分别为各个氢瓶的温度；ρ为在P和T下的车载储氢系统内对应的氢气密度；残余氢气质量阈值MR的计算公式为：式中，为车载储氢系统的压力和温度分别为PA和Tmin时，车载储氢系统内对应的氢气质量；PA为加氢允许的最低的车辆加氢压力，Tmin为车辆最低的可耐受的环境温度；MH2FCSPurge为燃料电池系统停机吹扫所需要的氢气质量；MH2_A为考虑燃料电池汽车软件和硬件响应存在一定时间所做的残余氢量预留；车载储氢系统的压力和温度分别为PA和Tmin时，车载储氢系统内对应的氢气质量的计算公式为：式中，为压力和温度分别为PA和Tmin时的氢气密度。 5.根据权利要求1所述的一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，根据车载储氢系统的情况对残余氢气质量阈值进行换算，获得残余氢气的SOC阈值H2SOCR，包括：通过残余氢气质量阈值MR除以储氢系统在公称压力PN和15℃对应的氢气质量，获得残余氢气的SOC阈值H2SOCR；其中，储氢系统在公称压力PN和15℃对应的氢气质量的计算公式为：残余氢气的SOC阈值H2SOCR的计算公式为：式中，PN为车载储氢系统公称压力。 6.根据权利要求1所述的一种车载高压储氢系统残余氢量阈值的确定方法，其特征在于，根据车载储氢系统的情况对残余氢气质量阈值进行换算，获得残余氢气的密度阈值ρR的方法为：残余氢气质量阈值MR除以储氢系统内所有氢瓶的容积之和；其中，残余氢气的密度阈值ρR的计算公式为： ρR＝MR/(V1+...+VN)。 7.一种基于残余氢量阈值的车辆控制方法，其特征在于，包括：采用权利要求1～6任一项所述方法，确定残余氢量阈值；根据残余氢量阈值，控制车辆运作。 8.根据权利要求7所述的基于残余氢量阈值的车辆控制方法，其特征在于，根据残余氢气质量阈值MR，控制车辆运作，包括：当车载储氢系统残余氢量达到残余氢气质量阈值MR、且燃料电池系统处于工作状态，依次控制燃料电池系统正常停机完成吹扫、车载储氢系统停机；当车载储氢系统残余氢量达到残余氢气质量阈值MR、且燃料电池系统不处于工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也不响应供氢需求；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统处于工作状态，控制车载储氢系统和燃料电池系统停机；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统不处于工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也不响应供氢需求。 9.根据权利要求7所述的基于残余氢量阈值的车辆控制方法，其特征在于，根据残余氢气的SOC阈值H2SOCR，控制车辆运作，包括：当车载储氢系统的残余氢气的SOC值H2SOCR达到SOC阈值H2SOCR、燃料电池系统处于工作状态，依次控制燃料电池系统正常停机完成吹扫、车载储氢系统停机；当车载储氢系统的残余氢气的SOC值H2SOCR达到SOC阈值H2SOCR、燃料电池系统不处于工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也不响应供氢需求；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统处于工作状态，控制车载储氢系统和燃料电池系统停机；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统不处在工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也将不响应供氢需求。 10.根据权利要求7所述的基于残余氢量阈值的车辆控制方法，其特征在于，根据残余氢气的密度阈值ρR，控制车辆运作，包括：当车载储氢系统的残余氢气的密度达到密度阈值ρR、燃料电池系统处于工作状态，依次控制燃料电池系统正常停机完成吹扫、车载储氢系统停机；当车载储氢系统的残余氢气的密度达到密度阈值ρR燃料电池系统不处于工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也将不响应供氢需求；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统正处于工作状态，控制车载储氢系统和燃料电池系统停机；当车载储氢系统残余氢量达到燃料电池系统不处于工作状态，不再启动燃料电池系统，直至车载储氢系统氢气质量恢复；其中，车载储氢系统也将不响应供氢需求。
所属类别：	发明专利