燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质、车辆与流程

1.本技术涉及燃料电池发动机技术领域，具体涉及一种燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质，以及一种车辆。


背景技术：

2.近年来，随着能源危机加剧和环保压力增大，燃料电池技术在此背景下得到了飞速发展。燃料电池排出的产物主要是水和热，通过电极反应将氢和氧的化学能直接转化为电能，因而不受卡诺循环的限制，能量转换效率可达60％～80％。其中，质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，简称pemfc)具有运行温度低、功率密度高、响应快、启动快、稳定性好以及对环境污染小等优点，是一种非常具有潜力的可替代传统燃油发动机的汽车动力来源。
3.一个完整的车用pemfc系统由pemfc电堆、空气滤清器、空气压缩机、膜增湿器、中冷器、节气门、氢水分离器、储氢罐、引射器、热管理子系统构成。其中空气供给系统是pefmc的主要组成成分之一，承担着给电堆源源不断地供应具有一定质量流量和压力的空气的使命，其基本工作原理为：空气滤清器处理后的空气经压缩机加压后送入进气管道，再经中冷器对冷却后，进入膜增湿器加湿，然后进入电堆参与反应，最终经节气门排入大气。空气供应系统需要精确地控制空气进气质量流量和空气进气压力，此两者不仅影响燃料电池堆化学反应速度和质子交换膜性能，而且影响燃料电池堆发电效率和负载能力。具体来说，若空气质量流量过小，电堆供氧不足，电堆输出电压因此降低，产生“饥饿”现象；若空气质量流量过大，不仅不能增加电堆输出电压，反而会增加空气供应系统的功耗。
4.但是在实际运行的条件下，随着外界环境压力和温度的变化，pemfc系统各功率平衡点对应的实际空压机转速、实际节气门开度会偏离事先标定的二维前馈数据表中的取值。这意味着，通过查询转速和开度二维前馈表得到的转速和开度前馈参考值，与实际需求转速和实际需求开度不符，导致最终输入空压机转速控制回路的转速请求值和输入节气门开度控制回路的开度请求值不准确，降低了系统控制精度，系统动态响应变差。
5.为了消除海拔变化给空气系统控制带来的影响，现有文献1(专利公开号为cn114361523a，专利名称为燃料电池汽车燃料电池空气系统及其控制方法)提供了一种控制方案，但是该方案通过查表的方式来对控制量进行修正，整体较为繁琐，且不具备可移植性。现有文献2(专利公开号为cn113675444a，发明名称为燃料电池空气系统解耦控制方法、装置和存储介质)提供了一种控制方案，但是该方案通过查询表的方式来对空压机转速和节气门开度关系进行解耦，没有考虑外界环境温度变化给标定表带来的偏移。
6.由此可知，现在的燃料电池发动机空气系统中关于空压机转速和节气门开度解耦控制存在以下问题：
7.1、环境适应性差，当环境温度压力改变时，空压机转速、节气门开度前馈参考值偏离系统实际需求空压机转速、节气门开度，导致系统控制精度变差；
8.2、当环境温度压力改变时，pid(proportion integration differentiation，简
称pid)模块对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间变长，导致系统动态响应性变差。


技术实现要素：

9.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术提供一种燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质，以及一种车辆，以解决上述技术问题。
10.本技术提供一种燃料电池空气供应控制方法，所述方法包括以下步骤：
11.根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；
12.对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；
13.基于所述空压机转速实际前馈值和所述节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。
14.于本技术的一实施例中，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表前，所述方法还包括：
15.获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，所述数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；
16.对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；
17.根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表。
18.于本技术的一实施例中，根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表的过程包括：
19.以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，
20.以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。
21.于本技术的一实施例中，对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量的过程包括：
22.利用第一标况处理公式对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量；其中，所述第一标况处理公式为：
[0023][0024]
式中，f1表示第一映射关系；
[0025]
表示标况处理后的空气质量流量；
[0026]
表示当前环境下实际测试的空气质量流量；
[0027]
t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；
[0028]
p
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气压力；
[0029]
t
ref
表示标况温度；
[0030]
p
ref
表示标况压力。
[0031]
于本技术的一实施例中，对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速的过程包括；
[0032]
利用第二标况处理公式对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速；其中，所述第二标况处理公式为：
[0033]ncor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
)
[0034]
式中，f2表示第二映射关系；
[0035]ncor
表示标况处理后的空压机转速；
[0036]nact
表示当前环境下实际测试的空压机转速；
[0037]
t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；
[0038]
t
ref
表示标况温度。
[0039]
于本技术的一实施例中，对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度的过程包括：
[0040]
利用第三标况处理公式对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度；其中，所述第三标况处理公式为：
[0041]
θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
)
[0042]
式中，f3表示第三映射关系；
[0043]
θ
cor
表示标况处理后的节气门开度；
[0044]
θ
act
表示当前环境下实际测试的节气门开度；
[0045]
t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；
[0046]
t
ref
表示标况温度。
[0047]
于本技术的一实施例中，对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值的过程包括：
[0048]
利用第一逆标况处理公式对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；其中，所述第一逆标况处理公式为：
[0049]nreq_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
)
[0050]
式中，f4表示第四映射关系；
[0051]nreq_act
表示空压机转速实际前馈值；
[0052]nreq_cor
表示标况下的空压机转速；
[0053]
t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；
[0054]
t
ref
表示标况温度。
[0055]
于本技术的一实施例中，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值的过程包括：
[0056]
利用第二逆标况处理公式对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开
度实际前馈值；其中，第二逆标况处理公式为：
[0057]
θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
)
[0058]
式中，f5表示第五映射关系；
[0059]
θ
req_act
表示节气门开度实际前馈值；
[0060]
θ
req_cor
表示标况下的节气门开度；
[0061]
t
usofthr
表示当前环境下实际测试的节气门上游空气温度；
[0062]
t
ref
表示标况温度。
[0063]
本技术还提供一种燃料电池空气供应控制装置，所述装置包括有：
[0064]
查询模块，用于根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；
[0065]
逆标况处理模块，用于对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；
[0066]
空气供应控制模块，用于根据所述空压机转速实际前馈值和所述节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。
[0067]
于本技术的一实施例中，所述装置还包括数据表生成模块，用于获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，所述数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；以及，对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；并根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表。
[0068]
于本技术的一实施例中，所述数据表生成模块根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表的过程包括：
[0069]
以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，
[0070]
以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。
[0071]
本技术还提供一种车辆，包括有如上述中任一所述的燃料电池空气供应控制装置。
[0072]
本技术还提供一种燃料电池空气供应控制设备，所述设备包括：
[0073]
一个或多个处理器；
[0074]
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现如上述中任一项所述的燃料电池空气供应控制方法。
[0075]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述中任一项所述的燃料电池空气供应控
制方法。
[0076]
如上所述，本技术提供一种燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质、车辆，具有以下有益效果：
[0077]
本技术根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；然后再对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；最后基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。由此可知，本技术基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本技术还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0078]
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0079]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0080]
图1为本技术中一实施例提供的燃料电池发动机系统的基本组成示意图；
[0081]
图2为应用本技术中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图；
[0082]
图3为本技术中一实施例提供的燃料电池空气供应控制方法的流程示意图；
[0083]
图4为本技术中一实施例提供的燃料电池空气供应控制方法的控制原理示意图；
[0084]
图5为本技术中一实施例提供的生成空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值的流程示意图；
[0085]
图6为本技术中一实施例提供的空压机转速的仿真对比示意图；
[0086]
图7为本技术中一实施例提供的节气门开度的仿真对比示意图；
[0087]
图8为适用于实现本技术中一个或多个实施例的燃料电池空气供应控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0088]
以下将参照附图和优选实施例来说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。
[0089]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构
想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0090]
本技术中的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0091]
本技术中所涉及的多个，是指两个或两个以上。
[0092]
在本技术的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
[0093]
另外，在本技术实施例中，“示例的”一词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例”的任何实施例或实现方案不应被解释为比其它实施例或实现方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。
[0094]
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本技术实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本技术的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本技术的实施例难以理解。
[0095]
如图1所示，一个完整的车用pemfc系统由pemfc电堆、空气滤清器、空气压缩机、膜增湿器、中冷器、节气门、氢水分离器、储氢罐、引射器、热管理子系统构成。其中空气供给系统是pefmc的主要组成成分之一，承担着给电堆源源不断地供应具有一定质量流量和压力的空气的使命，其基本工作原理为：空气滤清器处理后的空气经压缩机加压后送入进气管道，再经中冷器对冷却后，进入膜增湿器加湿，然后进入电堆参与反应，最终经节气门排入大气。空气供应系统需要精确地控制空气进气质量流量和空气进气压力，此两者不仅影响燃料电池堆化学反应速度和质子交换膜性能，而且影响燃料电池堆发电效率和负载能力。具体来说，若空气质量流量过小，电堆供氧不足，电堆输出电压因此降低，产生“饥饿”现象；若空气质量流量过大，不仅不能增加电堆输出电压，反而会增加空气供应系统的功耗。
[0096]
但是在实际运行的条件下，随着外界环境压力和温度的变化，pemfc系统各功率平衡点对应的实际空压机转速、实际节气门开度会偏离事先标定的二维前馈数据表中的取值。这意味着，通过查询转速和开度二维前馈表得到的转速和开度前馈参考值，与实际需求转速和实际需求开度不符，导致最终输入空压机转速控制回路的转速请求值和输入节气门开度控制回路的开度请求值不准确，降低了系统控制精度，系统动态响应变差。
[0097]
基于上述描述，本技术提供了一种燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质。以解决现有燃料电池发动机空气系统空压机转速和节气门开度解耦控制算法存在的以下问题：1.环境适应性差，当环境温度压力改变时，空压机转速、节气门开度前馈参考值偏离系统实际需求空压机转速、节气门开度，导致系统控制精度变差；2.当环境温度压力改变时，pid模块对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间变长，导致系统动态响应性变差。
[0098]
其中，图2示出了一种可以应用本技术中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图。如图2所示，系统架构100可以包括终端设备110、网络120和服务器130。终端设备110可以包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等各种电子设备。服务器
130可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。网络120可以是能够在终端设备110和服务器130之间提供通信链路的各种连接类型的通信介质，例如可以是有线通信链路或者无线通信链路。
[0099]
根据实现需要，本技术实施例中的系统架构可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。例如，服务器130可以是由多个服务器设备组成的服务器群组。另外，本技术实施例提供的技术方案可以应用于终端设备110，也可以应用于服务器130，或者可以由终端设备110和服务器130共同实施，本技术对此不做特殊限定。
[0100]
在本技术的一个实施例中，本技术的终端设备110或服务器130可以根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；然后再对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；最后基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。利用终端设备110或服务器130执行燃料电池空气供应控制方法，基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本技术还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0101]
以上部分介绍了应用本技术技术方案的示例性系统架构的内容，接下来继续介绍本技术的燃料电池空气供应控制方法。
[0102]
图3示出了本技术一实施例提供的燃料电池空气供应控制方法流程示意图。具体地，如图3所示，在一示例性实施例中，本实施例提供一种燃料电池空气供应控制方法，该方法包括以下步骤：
[0103]
s310，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；
[0104]
s320，对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；
[0105]
s330，基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。
[0106]
由此可知，本实施例基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本实施例还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0107]
图4示出了本技术一实施例提供的燃料电池空气供应控制方法的控制原理示意图。在图4中，可以将电流传感器采集到的燃料电池输出电流实际值i
act
分别输入到空气进气质量流量请求值和压力请求值p
req
关于i
act
的两个一维数据表中，获得当前i
act
下的
和p
req
。再将经过变化速率限制器后的和p
req
输入到空压机转速前馈参考值n
ref
关于和p
req
的二维前馈数据表中，得到对应和p
req
下的空压机转速前馈参考值n
ref
。再将经过变化速率限制器后的和p
req
输入到空压机转速前馈参考值θ
ref
关于和p
req
的二维前馈数据表中，得到对应和p
req
下的空压机转速前馈参考值θ
ref
。
[0108]
在一示例性实施例中，如图5所示，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表前，本实施例还可以包括：获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成空压机转速前馈数据表和节气门开度前馈数据表。作为示例，具体地，首先对燃料电池发动机系统进行扫点作业，获取数据，进行处理后获得当前环境温度压力下的各平衡点空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速、节气门开度的数据矩阵。对上述数据矩阵中空气质量流量使用进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的空气质量流量转化为标准状况下的空气质量流量。对上述数据矩阵中的空压机转速进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的空压机转速转化为标准状况下的空压机转速。对上述数据矩阵中的节气门开度进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的节气门开度转化为标准状况下的节气门开度。根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成空压机转速前馈数据表和节气门开度前馈数据表。
[0109]
根据上述记载，在本实施例中，根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成空压机转速前馈数据表和节气门开度前馈数据表的过程包括：以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。
[0110]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量的过程包括：利用第一标况处理公式对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量；其中，第一标况处理公式为：式中，f1表示第一映射关系；表示标况处理后的空气质量流量；表示当前环境下实际测试的空气质量流量；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；p
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气压力；t
ref
表示标况温度；p
ref
表示标况压力。
[0111]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速的过程包括；利用第二标况处理公式对当前环境温度压力下的空压机
转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速；其中，第二标况处理公式为：n
cor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f2表示第二映射关系；n
cor
表示标况处理后的空压机转速；n
act
表示当前环境下实际测试的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0112]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度的过程包括：利用第三标况处理公式对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度；其中，第三标况处理公式为：θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f3表示第三映射关系；θ
cor
表示标况处理后的节气门开度；θ
act
表示当前环境下实际测试的节气门开度；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0113]
在一示例性实施例中，对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值的过程包括：利用第一逆标况处理公式对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；其中，第一逆标况处理公式为：n
req_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f4表示第四映射关系；n
req_act
表示空压机转速实际前馈值；n
req_cor
表示标况下的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0114]
在一示例性实施例中，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值的过程包括：利用第二逆标况处理公式对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；其中，第二逆标况处理公式为：θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
)；式中，f5表示第五映射关系；θ
req_act
表示节气门开度实际前馈值；θ
req_cor
表示标况下的节气门开度；t
usofthr
表示当前环境下实际测试的节气门上游空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0115]
在另一示例性实施例中，本实施例还提供一种燃料电池空气供应控制方法，该方法包括两个方面。具体地，
[0116]
第一方面，本实施例提供一种燃料电池发动机标况空气系统空压机转速二维前馈表和标况节气门开度标况化二维前馈表生成方法，该方法包括：
[0117]
根据图1燃料电池发动机系统组成示意图，搭建燃料电池发动机试验系统，图上部件包含了空压机、节气门、中冷器和膜增湿器等，空压机和节气门是必备部件，其他部件没有也可。另外，空气质量流量计安装在空滤与空压机之间的管道上，空气入堆压力温度传感器安装在电堆入口处。需要注意的是，需在空压机入口前端增加温度压力传感器，采集空压机入口处的温度压力数据。空压机入口处的温度压力数据将用于后期对数据进行标况化处理，从后面的公式中可以知道这一点。
[0118]
以一定转速、开度步长，在不同空压机转速、不同节气门开度下，采集一定时长的空压机转速、节气门开度、空气质量流量、空气入堆压力的4列n行时间序列数据，同时采集空压机入口温度和压力数据。空压机转速范围需覆盖空压机转速的上下限，节气门开度范围为使空压机出现喘振的开度到90
°
。
[0119]
对数据阵列中处于同一空压机转速和同一节气门开度的时间序列数据进行剔除异常值、求平均值处理，得到各空压机转速和各节气门开度对应的空气质量流量和空气入堆压力的数据阵列。
[0120]
根据公式(1)、(2)、(3)，对上述数据矩阵中的空气质量流量、空压机转速、节气门开度进行标况化处理，得到标况化数据阵列。
[0121][0122]ncor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
) (2)
[0123]
θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
) (3)
[0124]
其中，f1、f2、f3代表一种映射关系，为标况空气质量流量，为实际空气质量流量，n
cor
为标况空压机转速，n
act
为实际空压机转速，θ
cor
为标况节气门开度，θ
act
为实际节气门开度，t
ref
为参考空压机入口温度，t
inlet-total
为实际空压机入口温度，p
ref
为参考空压机入口压力，p
inlet-total
为实际空压机入口压力。
[0125]
将标况化数据矩阵中的空气质量流量作为x轴输入，空气入堆压力作为y轴输入，空压机转速作为z轴输出，得到标况空压机转速二维前馈表。将标况化数据矩阵中的空气质量流量作为x轴输入，空气入堆压力作为y轴输入，节气门开度作为z轴输出，得到标况节气门开度二维前馈表。
[0126]
第二方面，本实施例提供一种车用燃料电池空气系统空压机转速、节气门开度前馈参考值修正方法，该方法包括：
[0127]
根据燃料电池系统所需实际电流查询空气质量流量、空气入堆压力请求值分别关于电流i
act
的一维map得到空气质量流量、空气入堆压力请求值。根据得到的空气质量流量、空气入堆压力请求值，查询标况空压机转速、节气门开度分别关于空气质量流量、空气入堆压力的二维前馈表，得到标况空压机转速、节气门开度前馈参考值。
[0128]
根据公式(4)对标况空压机转速前馈参考值进行修正，得到对应于实际运行环境温度压力条件下的空压机转速前馈参考值。公式(4)如下：
[0129]nreq_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
) (4)
[0130]
其中，f4代表一种映射关系，n
req_cor
为标况空压机转速前馈值，n
req_act
为修正空压机转速前馈值，t
inlet-total
为实际空压机入口空气温度。
[0131]
根据公式(5)对标况节气门开度前馈参考值进行修正，得到对应于实际运行环境温度压力条件下的节气门开度前馈参考值。公式(5)如下：
[0132]
θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
) (5)
[0133]
其中，f5代表一种映射关系，θ
req_cor
为标况节气门开度前馈值，θ
req_act
为修正节气门开度前馈值，t
usofthr
为实际节气门上游空气温度。
[0134]
根据上述记载，具体地，本实施例提供一种车用燃料电池发动机空气系统空压机转速、节气门开度二维前馈表生成方法，具体步骤如下：
[0135]
s1、首先对燃料电池发动机系统进行扫点作业，获取数据，进行处理后获得当前环境温度压力下的各平衡点空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速、节气门开度的数据矩阵；
[0136]
s2、对上述数据矩阵中空气质量流量使用如下公式进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的空气质量流量转化为标准状况(压力为p
ref
、温度为t
ref
)下的空气质量流量：
[0137]
[0138]
其中，f1代表一种映射关系，为标况化后的空气质量流量，为实际测得的空气质量流量，t
inlet-total
为实际空压机入口空气温度，p
inlet-total
为实际空压机入口空气压力。
[0139]
s3、使用如下公式对上述数据矩阵中的空压机转速进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的空压机转速转化为标准状况(压力为p
ref
、温度为t
ref
)下的空压机转速：
[0140]ncor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
) (2)
[0141]
其中，f2代表一种映射关系，n
cor
为标况化后的空压机转速，n
act
为实际测得的空压机转速，t
inlet-total
为实际空压机入口空气温度。
[0142]
s4、使用如下公式对上述数据矩阵中的节气门开度进行标况化处理，将当前环境温度压力条件下的节气门开度转化为标准状况(压力为p
ref
、温度为t
ref
)下的节气门开度：
[0143]
θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
) (3)
[0144]
其中，f3代表一种映射关系，θ
cor
为标况化后的节气门开度，θ
act
为实际测得的节气门开度，t
inlet-total
为实际空压机入口空气温度。
[0145]
s5、对上述标况化后的数据矩阵进行处理得到标准状况下的空压机转速二维前馈数据表、节气门开度二维前馈数据表。
[0146]
其中，步骤s1中数据矩阵的具体获取步骤如下：
[0147]
s11、按图1所示燃料电池发动机系统基本组成原理搭建试验系统；
[0148]
s12、执行燃料电池发动机台架系统高压供电和低压供电，并测试各子系统执行件是否能跟随请求值进行响应，尤其要确保空压机能准确响应转速请求，节气门能准确响应开度请求；
[0149]
s13、将空压机转速设置为初始值，如20000rpm；
[0150]
s14、保持空压机转速不变，将节气门开度以2
°
为步长从初始值90
°
，逐次递减到使空压机出现喘振的开度值，每个开度下测试时长为20秒，以100毫秒为采样时间记录空压机转速、节气门开度、空气进气质量流量和空气入堆压力的时间序列测试数据；
[0151]
s15、将节气门开度调整回初始值90
°
；
[0152]
s16、将空压机转速增加1000rpm，若增加后的空压机转速不超过转速上限，则跳转至步骤s14，若增加后的空压机转速超过转速上限，则跳转至步骤s17；
[0153]
s17、对测试数据进行后处理，选取不同空压机转速和节气门开度下的空气质量流量和空气入堆压力的稳态值作为有效值，得到一个4列n行的测试数据矩阵，其中第一列为空压机转速、第二列为节气门开度、第三列为空气质量流量、第四列为空气入堆压力。
[0154]
具体地，如图5所示，图5示出了一种生成空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值的流程示意图。其中，步骤s5中空压机转速和节气门开度二维前馈数据表的具体获取步骤如下：
[0155]
s51、以经过标况化处理的测试数据阵列的第三列标况化空气质量流量为x轴输入数据，第四列空气入堆压力为y轴输入数据，第一列标况化空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于标况化空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表；
[0156]
s52、以经过标况化处理的测试数据阵列的第三列标况化空气质量流量为x轴输入数据，第四列空气入堆压力为y轴输入数据，第二列标况化节气门开度为z轴输出数据，进行
曲面插值与拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于标况化空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表。
[0157]
此外，本实施例提供了一种车用燃料电池发动机空气系统空压机转速、节气门开度前馈参考值的修正算法，具体步骤如下：
[0158]
s6、燃料电池发动机系统根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求p
req
查询空压机转速二维前馈表、节气门开度二维前馈表获得的标况下的空压机转速和节气门开度；
[0159]
s7、使用如下公式对s6所得空压机转速标况前馈值进行处理得到实际运行条件下的空压机转速实际前馈值：
[0160]nreq_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
) (4)
[0161]
其中，f4代表一种映射关系，n
req_cor
为标况空压机转速前馈值，n
req_act
为修正空压机转速前馈值，t
inlet-total
为实际空压机入口空气温度。
[0162]
s8、使用如下公式对s6所得节气门开度标况前馈值进行处理得到实际运行条件下的节气门开度实际前馈值：
[0163]
θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
) (5)
[0164]
其中，f5代表一种映射关系，θ
req_cor
为标况节气门开度前馈值，θ
req_act
为修正节气门开度前馈值，t
usofthr
为实际节气门上游空气温度。
[0165]
根据上述记载，在一示例性实施例中，本实施例还使用simulink搭建空压机转速前馈值和节气门开度前馈值计算模型，代入实测数据进行验证，本技术的计算结果与原模型计算结果、实测值对比如图6和图7所示。图6示出了本技术中一实施例提供的空压机转速的仿真对比示意图；图7示出了本技术中一实施例提供的节气门开度的仿真对比示意图。从图6和图7可以看出，本技术中的模型计算的空压机转速、节气门开度前馈参考值，比原始模型的计算结果，更接近系统运行实际所需的空压机转速和节气门开度。
[0166]
综上所述，本技术提供一种燃料电池空气供应控制方法，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；然后再对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；最后基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。由此可知，本方法基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本方法还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0167]
本技术还提供一种燃料电池空气供应控制装置，该装置包括有：
[0168]
查询模块，用于根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；
[0169]
逆标况处理模块，用于对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；
[0170]
空气供应控制模块，用于根据空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。
[0171]
由此可知，本实施例基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本实施例还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0172]
在一示例性实施例中，该燃料电池空气供应控制装置还包括数据表生成模块，用于获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；以及，对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；并根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成空压机转速前馈数据表和节气门开度前馈数据表。
[0173]
具体地，数据表生成模块根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成空压机转速前馈数据表和节气门开度前馈数据表的过程包括：以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。
[0174]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量的过程包括：利用第一标况处理公式对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量；其中，第一标况处理公式为：式中，f1表示第一映射关系；表示标况处理后的空气质量流量；表示当前环境下实际测试的空气质量流量；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；p
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气压力；t
ref
表示标况温度；p
ref
表示标况压力。
[0175]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速的过程包括；利用第二标况处理公式对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速；其中，第二标况处理公式为：n
cor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f2表示第二映射关系；n
cor
表示标况处理后的空压机转速；n
act
表示当前环境下实际测试的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0176]
在一示例性实施例中，对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度的过程包括：利用第三标况处理公式对当前环境温度压力下的节气门
开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度；其中，第三标况处理公式为：θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f3表示第三映射关系；θ
cor
表示标况处理后的节气门开度；θ
act
表示当前环境下实际测试的节气门开度；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0177]
在一示例性实施例中，对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值的过程包括：利用第一逆标况处理公式对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；其中，第一逆标况处理公式为：n
req_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
)；式中，f4表示第四映射关系；n
req_act
表示空压机转速实际前馈值；n
req_cor
表示标况下的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0178]
在一示例性实施例中，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值的过程包括：利用第二逆标况处理公式对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；其中，第二逆标况处理公式为：θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
)；式中，f5表示第五映射关系；θ
req_act
表示节气门开度实际前馈值；θ
req_cor
表示标况下的节气门开度；t
usofthr
表示当前环境下实际测试的节气门上游空气温度；t
ref
表示标况温度。
[0179]
综上所述，本技术提供一种燃料电池空气供应控制装置，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；然后再对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；最后基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。由此可知，本装置基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制，可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，在不同环境温度压力下，空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，更加接近燃料电池空气系统的空压机转速和节气门开度的真实需求；同时，本装置还可以减少燃料电池空气系统对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高燃料电池空气系统在不同环境温度压力下的动态响应速度。
[0180]
需要说明的是，上述实施例所提供的燃料电池空气供应控制装置与上述实施例所提供的燃料电池空气供应控制方法属于同一构思，其中各个模块执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的燃料电池空气供应控制装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
[0181]
在本技术另一实施例中，本实施例还提供一种车辆，该车辆包括有如上述一些实施例中描述的燃料电池空气供应控制装置。
[0182]
需要说明的是，上述实施例所提供的车辆与上述实施例所提供的燃料电池空气供应控制装置属于同一构思，其中装置中各个模块执行操作的具体方式已经在对应实施例中进行了详细描述，该车辆的技术功能和技术效果参见上述装置的描述，所以此处不再进行赘述。
[0183]
本技术的实施例还提供了一种燃料电池空气供应控制设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述燃料电池空气供应控制设备实现上述各个实施例中提供的燃料电池空气供应控制方法。
[0184]
图8示出了适于用来实现本技术实施例的燃料电池空气供应控制设备的计算机装置的结构示意图。需要说明的是，图8示出的燃料电池空气供应控制设备的计算机系统1000仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0185]
如图8所示，计算机系统1000包括中央处理单元(central processing unit，cpu)1001，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)1002中的程序或者从储存部分1008加载到随机访问存储器(random access memory，ram)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在ram 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 1001、rom 1002以及ram 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口1005也连接至总线1004。
[0186]
以下部件连接至i/o接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(cathode ray tube，crt)、液晶显示器(liquid crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的储存部分1008；以及包括诸如lan(local area network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至i/o接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1008。
[0187]
特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)1001执行时，执行本技术的装置中限定的各种功能。
[0188]
需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等
等，或者上述的任意合适的组合。
[0189]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0190]
描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
[0191]
本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前所述的燃料电池空气供应控制方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的燃料电池空气供应控制设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该燃料电池空气供应控制设备中。
[0192]
本技术的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的燃料电池空气供应控制方法。
[0193]
上述实施例仅示例性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；基于所述空压机转速实际前馈值和所述节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。2.根据权利要求1所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表前，所述方法还包括：获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，所述数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表。3.根据权利要求2所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表的过程包括：以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。4.根据权利要求2所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量的过程包括：利用第一标况处理公式对当前环境温度压力下的空气质量流量进行标况处理，得到标况下的空气质量流量；其中，所述第一标况处理公式为：式中，f1表示第一映射关系；表示标况处理后的空气质量流量；表示当前环境下实际测试的空气质量流量；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；p
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气压力；t
ref
表示标况温度；
p
ref
表示标况压力。5.根据权利要求2所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速的过程包括；利用第二标况处理公式对当前环境温度压力下的空压机转速进行标况处理，得到标况下的空压机转速；其中，所述第二标况处理公式为：n
cor
＝f2(n
act
,t
ref
,t
inlet-total
)式中，f2表示第二映射关系；n
cor
表示标况处理后的空压机转速；n
act
表示当前环境下实际测试的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。6.根据权利要求2所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度的过程包括：利用第三标况处理公式对当前环境温度压力下的节气门开度进行标况处理，得到标况下的节气门开度；其中，所述第三标况处理公式为：θ
cor
＝f3(θ
act
,t
ref
,t
inlet-total
)式中，f3表示第三映射关系；θ
cor
表示标况处理后的节气门开度；θ
act
表示当前环境下实际测试的节气门开度；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。7.根据权利要求2或5所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值的过程包括：利用第一逆标况处理公式对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；其中，所述第一逆标况处理公式为：n
req_act
＝f4(n
req_cor
,t
ref
,t
inlet-total
)式中，f4表示第四映射关系；n
req_act
表示空压机转速实际前馈值；n
req_cor
表示标况下的空压机转速；t
inlet-total
表示当前环境下实际测试的空压机入口空气温度；t
ref
表示标况温度。8.根据权利要求2或6所述的燃料电池空气供应控制方法，其特征在于，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值的过程包括：利用第二逆标况处理公式对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；其中，第二逆标况处理公式为：θ
req_act
＝f5(θ
req_cor
,t
ref
,t
usofthr
)式中，f5表示第五映射关系；θ
req_act
表示节气门开度实际前馈值；θ
req_cor
表示标况下的节气门开度；
t
usofthr
表示当前环境下实际测试的节气门上游空气温度；t
ref
表示标况温度。9.一种燃料电池空气供应控制装置，其特征在于，所述装置包括有：查询模块，用于根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；逆标况处理模块，用于对标况下的空压机转速进行逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值；以及，对标况下的节气门开度进行逆标况处理，得到节气门开度实际前馈值；空气供应控制模块，用于根据所述空压机转速实际前馈值和所述节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。10.根据权利要求9所述的燃料电池空气供应控制装置，其特征在于，所述装置还包括数据表生成模块，用于获取当前环境温度压力下燃料电池发动机各平衡点的数据矩阵，所述数据矩阵包括：空气质量流量、空气入堆压力、空压机转速和节气门开度；以及，对当前环境温度压力下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度进行标况处理，得到标况下的空气质量流量、空压机转速和节气门开度；并根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表。11.根据权利要求10所述的燃料电池空气供应控制装置，其特征在于，所述数据表生成模块根据数据矩阵中的空气入堆压力、标况下的空气质量流量、标况下的空压机转速和标况下的节气门开度，生成所述空压机转速前馈数据表和所述节气门开度前馈数据表的过程包括：以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的空压机转速为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况空压机转速前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为空压机转速前馈数据表；以及，以标况下的空气质量流量为x轴输入数据、数据矩阵中的空气入堆压力为y轴输入数据、标况下的节气门开度为z轴输出数据，进行曲面插值和拟合，得到标况节气门开度前馈参考值关于空气质量流量请求和空气入堆压力请求的标况二维前馈数据表，记为节气门开度前馈数据表。12.一种车辆，其特征在于，包括有如权利要求9至11中任一所述的燃料电池空气供应控制装置。13.一种燃料电池空气供应控制设备，其特征在于，所述设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现如权利要求1至8中任一项所述的燃料电池空气供应控制方法。14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的燃料电池空气供应控制方法。

技术总结
本申请提供一种燃料电池空气供应控制方法、装置、设备及介质、车辆，该方法包括：根据空气质量流量请求和空气入堆压力请求，查询空压机转速前馈数据表、节气门开度前馈数据表，得到标况下的空压机转速和节气门开度；对标况下的空压机转速和节气门开度逆标况处理，得到空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值；基于空压机转速实际前馈值和节气门开度实际前馈值，对燃料电池发动机进行空气供应控制。本申请可以增强燃料电池空气系统对环境的适应性，且不同环境温度压力下的空压机转速前馈参考值和节气门开度前馈参考值，接近空压机转速和节气门开度的真实需求；减少了对空压机转速、节气门开度请求值进行补偿修正的时间，提高了动态响应速度。高了动态响应速度。高了动态响应速度。


技术研发人员：杨川 曾韬 黎长春 陈金锐 李煜
受保护的技术使用者：深蓝汽车科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/9/22