CN115991123A - 一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 - Google Patents
一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115991123A CN115991123A CN202310284920.XA CN202310284920A CN115991123A CN 115991123 A CN115991123 A CN 115991123A CN 202310284920 A CN202310284920 A CN 202310284920A CN 115991123 A CN115991123 A CN 115991123A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- value
- state
- preset
- net
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 152
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 123
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 101
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 48
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 description 11
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 11
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 8
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本申请提供一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质,该方法包括:获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值;若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。本申请可有效提高状态识别准确性以及抗干扰能力。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车应用领域,尤其涉及一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质。
背景技术
燃料电池汽车因其具有零排放、效率高、加氢快等优点而被视为未来绿色能源交通工具的最有效解决方案。燃料电池发动机作为燃料电池汽车中主要提供驱动功率的动力单元具有重要作用。燃料电池发动机结构组成复杂,主要由燃料电池堆、空气供给子***、水热管理子***、氢气供给子***、DCDC等多个子***所构成,其中除电堆外的每个子***又分别由若干零部件组成。在燃料电池汽车运行过程中,燃料电池发动机会跟随响应整车动力***的需求功率,因此燃料电池发动机的输出功率通常为反复变载。
为了使燃料电池发动机保持高性能输出,燃料电池发动机在运行过程中需要控制各个子***快速满足燃料电池堆高效反应所需的各操作条件,如空气流量、空气压力、水温、氢气压力等。然而,燃料电池发动机组成复杂,各个子***关键零部件的动态响应特性不一,各个操作条件的动态响应呈现很强的非线性特点,因此大部分操作条件响应速度均滞后燃料电池功率变化。为了提高操作条件的动态响应速度,可以采取调节“传感器-执行器”闭环控制的控制参数,增大控制积分作用,加快执行器动作速度从而达到快速减小操作条件控制误差的目的。但是,能保证操作条件动态响应快的控制参数往往会使得闭环控制在稳态下的抗干扰能力下降,这不利于使燃料电池发动机保持稳定的功率输出。
中国专利[CN113782791A]通过整车需求功率的变化率大小确定汽车当前处于瞬态工况还是稳态工况,然后根据识别的整车工况决定启动储气罐单元为燃料电池堆供给氧气还是启动螺杆式空压机为燃料电池堆供给氧气。然而,单纯依据整车需求功率的变化率是否超过阈值来判断稳态或者瞬态会导致识别结果频繁误跳。这是因为燃料电池发动机在工作过程中会受到各种因素影响而导致功率出现突然的极小波动,然而又因为控制器的采样时间往往为毫秒量级,所以计算出来的功率变化率往往很容易超过设定的判断阈值,导致识别结果出现误跳。此外,在实际硬件中,信号采集本身也会存在误差、纹波和偶有的不合理值,这些都会导致识别结果的误跳。因此,仅依据计算的功率变化率来判断稳态或瞬态工况的方法鲁棒性弱,容易出现误判和不该有的识别结果反复跳转。
中国专利[CN114883609A]根据空气流量曲线达到流量误差区间上限和下限的时刻确定燃料电池***的稳态工作时间段,其中,所述空气流量曲线为燃料电池***在功率上升过程中空气流量随时间变化的曲线,所述流量误差区间为当前目标空气流量的上限和下限。其方法的具体原理为:首先区分空气流量曲线为单调上升还是衰减震荡;针对单调上升的情况,以空气流量曲线达到流量误差区间下限值的时刻为进入稳态的时刻,稳态时刻之前的时间段为瞬态工作时间段;针对衰减震荡的情况,空气流量曲线会多次进入和退出流量误差区间,此时以空气流量曲线最后一次进入流量误差区间的时刻为进入稳态的时刻,同理,稳态时刻之前的时间段为瞬态工作时间段。然而,此方法只能在获得或记录有实验数据之后,通过离线分析的方式进行稳态和瞬态的工作时间段区分,无法在线地实时地进行计算,因为在实时运行中空气流量曲线最后一次进入流量误差区间的时刻是未知的,即无法判断此次进入流量误差区间是否为最后一次,未来是否还会偏离误差区间再次重新进入,故而不能无偏地确定瞬态转化为稳态的时刻。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的问题,本申请提出一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质,主要解决现有方法稳态识别准确性差,且容易受实际功率信号跳变影响,导致不同功率负荷状态之间反复跳变影响车辆功率输出控制精度的问题。
为了实现上述目的及其他目的,本申请采用的技术方案如下。
本申请提供一种功率负荷状态识别方法,包括:
获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;
若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
在本申请一实施例中,获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:
若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
在本申请一实施例中,根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,包括:
将所述当前采样时刻的所述净功率请求值记为第一请求值,并将当前采样时刻邻域时间范围内的实际功率值作为第一功率值;
计算所述第一请求值与所述第一功率值的第一差值,将所述第一差值的绝对值与所述第一请求值的比值作为所述功率控制误差。
在本申请一实施例中,根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:
若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;
若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;
在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
在本申请一实施例中,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态之前,还包括:
若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则将所述净功率请求值变化量置零。
在本申请一实施例中,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;
若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在本申请一实施例中,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;
若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在本申请一实施例中,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
在本申请一实施例中,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
本申请还提供一种功率负荷状态识别***,包括:
功率数据获取模块,用于获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻 ;
负荷状态识别模块,用于若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
本申请还提供一种计算机设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的功率负荷状态识别方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的功率负荷状态识别方法的步骤。
如上所述,本申请一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质,具有以下有益效果。
本申请通过获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。当净功率请求值变化量在预设变化范围内时,通过预设误差阈值对功率控制误差进行限制,防止因功率控制误差震荡衰减造成识别结果反复跳变现象,增强稳态抗干扰能力,保证***运行的稳定性机翼控制参数瞬态响应性能。
附图说明
图1为本申请一实施例中功率负荷状态识别方法的流程示意图。
图2为本申请一实施例中功率负荷状态识别的整体流程示意图。
图3为本申请一实施例中记载或降载的状态标志为获取流程示意图。
图4为本申请一实施例中功率控制误差判断的流程示意图。
图5为本申请一实施例中超出预设误差阈值后的判断流程示意图。
图6为本申请一实施例中稳态判定的流程示意图。
图7为本申请一实施例中功率负荷状态识别方法的实施效果示意图。
图8为本申请一实施例中有防错措施和无防错措施的识别结果差异对比示意图。
图9为本申请一实施例中功率负荷状态识别***的模块图。
图10为本申请一实施例中设备的结构示意图。
实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请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,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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申请的基本构想,遂图式中仅显示与本申请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。
为了平衡燃料电池发动机各操作条件在功率负荷瞬变过程中的跟随响应速度与功率稳态下的控制稳定性,需要对燃料电池发动机的功率负荷状态进行识别,区分燃料电池发动机处于加载、降载或是稳态,再根据燃料电池发动机功率负荷状态自适应调节各个子***的控制参数,达到精确控制的目的。一方面,使得各个操作条件在加载和降载过程中瞬态跟随响应效果好,不出现超调现象;另一方面,使得稳态控制精度提高,抗干扰能力增强。从而解决采用固定的控制参数导致的瞬态响应性能与稳态抗干扰性能相悖的技术问题。
进一步地,为了使燃料电池发动机的各子***控制参数随功率负荷状态自适应变化,首要问题就是解决功率负荷状态识别问题。然而,燃料电池发动机功率负荷状态从动态(加载、降载)向稳态转变的过程判断困难,具体表现为:
加载过程实际功率不断接近设定目标值,当实际功率与设定目标值的误差低于一定程度后可判断为达到稳态,然而加载过程末端可能存在的超调现象会导致燃料电池发动机功率负荷状态过早判定为达到稳态,影响加载过程末段燃料电池发动机功率及各个操作条件的控制误差收敛速度与稳定性;
子***控制操作条件的响应速度滞后或执行器偶发的状态异常波动会导致燃料电池发动机实际功率接近设定目标值的时候出现偶发波动,从而导致对燃料电池发动机负荷状态的判断结果出现跳变;
燃料电池发动机负荷状态判断达到稳态之后,因某些外界因素,如车速、风速、环境温度突然变化,或执行器偶发的状态异常波动,导致燃料电池发动机功率相对于设定目标值出现极短时间的较大偏离,从而导致判断结果出现跳变。
基于以上现有技术存在的问题,本申请提供一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质。下面结合具体实施例对本申请的技术方案进行详细阐述。
在一实施例中,本申请实施例中的的燃料电池发动机具有完整控制功能,具体地具备基本的子***功能,包含空气供应子***、氢气供应子***、水热管理子***、DCDC以及燃料电池发动机控制器FCCU等。通过DCDC与FCCU的CAN通讯配置,保证DCDC能接收到FCCU发出的DCDC输入端电流请求值信号,同时FCCU能接收到DCDC发出的DCDC输出端电流及电压实际值信号,FCCU软件通过计算DCDC输出端电流与电压的乘积得到***净功率实际值信号。将燃料电池发动机的氢进电磁阀入口端管路与测试***供氢管路相连接,主水路和辅助水路与测试***冷却水路相连接,保证燃料电池发动机运行期间有连续氢气供应和冷却水循环。完成以上设置后可采用本申请的功率负荷状态识别方法进行功率负荷状态识别,以根据识别的功率负荷状态进行***参数精确控制,保证功率输出的稳定性,避免功率负荷状态反复跳变影响车端相应组件的可靠性。
请参阅图1,本申请提供一种功率负荷状态识别方法,该方法包括以下步骤:
步骤S100,获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;
步骤S110,若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
在步骤S100中,燃料电池发动机启动后,通过设定的采样间隔获取不同采样时刻整车动力***需求功率,即净功率请求值。同时可采集燃料电池发动机的实际功率值。燃料电池发动机的输出功率通常存在三种状态:加载状态、稳态和降载状态。以净功率请求值为目标功率,燃料电池发动机的实际功率值逐渐向净功率请求值逼近,加载过程实际功率不断接近目标功率,当实际功率与目标功率的误差低于一定程度后可判断为达到稳态,然而加载过程末端可能存在的超调现象会导致燃料电池发动机功率负荷状态过早判定为达到稳态,影响加载过程末段燃料电池发动机功率及各个操作条件的控制误差收敛速度与稳定性。
在步骤S110中,由于实际功率易受外界因素干扰发生瞬时突变,在识别实际功率值是否达到稳态过程中可能存在过早判定为稳态或在稳态与加载或降载状态之间跳变,影响最终识别准确性的问题。本申请通过净功率请求值结合实际功率值和功率控制误差进行判断,以期解决稳态判定易受干扰的问题。
在一实施例中,获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:
若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
请参阅图2,图2为本申请一实施例中功率负荷状态识别的整体流程示意图。功率负荷状态识别包括以下步骤:
S1、启动燃料电池发动机,输入燃料电池发动机***净功率请求值Preq,跳转至步骤S2;
S2、判断***净功率当前时刻的请求值Preq(t)与上一个采样时刻的请求值Preq(t-ts)的差值是否超过区间[-δ,δ],其中ts为控制器计算步长即采样时间,δ为设定值,可根据实际应用需求进行设置,这里不作限制。若差值超过该预设的变化范围,则***净功率请求值变化量Pchg= Preq(t)- Preq(t-ts),否则,则***净功率请求值变化量Pchg=0,并行进入步骤S3和S4;步骤S2中采取容许区间的方式对小幅度的***净功率请求值变化进行过滤,即假如***净功率请求值Preq相对于上一个采样时刻的变化幅度不超过±δ,则视为没有变化,令***净功率请求值变化量Pchg=0,否则视为有变化,***净功率请求值变化量Pchg=Preq(t)- Preq(t-ts)。这样的方式可以容许功率请求小范围地变化而不改变识别状态结果,避免***控制参数没有必要地反复改变,增强***稳健性。
S3、根据***净功率请求值变化量Pchg、***净功率请求值Preq 和***净功率实际值Pact,判断并确定加载、降载的状态标志位LoadFlg。若为加载则LoadFlg=1,若为降载则LoadFlg=-1,跳转至步骤S8;
S4、根据***净功率请求值变化量Pchg、***净功率请求值Preq 和***净功率实际值Pact,判断在设定时间TPwrChgHold内功率控制误差ePwr是否超过设定阈值ectrl,若是,则功率误差超限标志位SPwrErr=0,跳转至步骤S5,否则,则SPwrErr=1,跳转至步骤S7;
S5、由于实际功率发生瞬时突变时,功率控制误差ePwr随时间逐渐收敛减小,此时,保持SPwrErr=0,直至ePwr<ectrl的瞬间,激活判断逻辑:判断功率控制误差ePwr是否持续低于设定阈值ectrl ,并且持续时间超过设定时间TErrSat,若是,则输出过程标志位h(t)=0,否则,h(t)=1,跳转至步骤S6;
S6、判断过程标志位h(t)=0是否成立,若是,则SPwrErr=1,否则,SPwrErr保持为0不变,跳转至步骤S7;
S7、根据***净功率请求值变化量Pchg和功率误差超限标志位SPwrErr判断***净功率是否达到稳态,并确定稳态标志位StdyFlg。若达到稳态,则StdyFlg=1,若未达到稳态,则StdyFlg=0,跳转至步骤S8;
S8、根据稳态标志位StdyFlg和加载、降载的状态标志位LoadFlg确定最终的功率负荷状态标志位LoadStateFlg。判断StdyFlg=1是否成立,若是,则LoadStateFlg=0,否则,则LoadStateFlg=LoadFlg。返回步骤S2,循环执行直至燃料电池发动机停机。
通过执行步骤S1-步骤S8,可以实现自动判断燃料电池发动机功率负荷状态的功能。若LoadStateFlg=1,则燃料电池发动机处于功率负荷加载状态;若LoadStateFlg=-1,则燃料电池发动机处于功率负荷降载状态;若LoadStateFlg=0,则燃料电池发动机功率负荷达到请求值Preq 并处于稳态。
在一实施例中,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;
若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;
若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
请参阅图3,图3为本申请一实施例中记载或降载的状态标志为获取流程示意图。具体步骤如下:
S31、输入***净功率请求值变化量Pchg,跳转至步骤S32;
S32、判断***净功率请求值变化量的绝对值|Pchg|是否大于0,若是,则跳转至步骤S33,否则,则跳转至步骤S34;
S33、对过程变量b更新赋值为当前时刻的***净功率实际值,即令b(t)=Pact(t),跳转至步骤S35;
S34、过程变量b保持上一时刻状态值,即令b(t)= b(t-ts),跳转至步骤S35;
S35、计算当前时刻的***净功率请求值Preq 与过程变量b的差值c,即c(t)=Preq(t)-b(t),跳转至步骤S36;
S36、判断c(t)>0是否成立,若是,则置LoadFlg=1,否则,则置LoadFlg=-1。
在一实施例中,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
在一实施例中,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
请参阅图4,图4为本申请一实施例中功率控制误差判断的流程示意图。具体步骤如下:
S41、输入***净功率请求值变化量Pchg,跳转至步骤S42;
S42、判断***净功率请求值变化量的绝对值|Pchg|是否大于0,若是,则跳转至步骤S43,否则,则跳转至步骤S44;
S43、将当前时刻的计数器Count1(t)数值清零,即令Count1(t)=0,跳转至步骤S45;
S44、将当前时刻的计数器Count1(t)数值在上一时刻基础上递增ts,即令Count1(t)= Count1(t-ts)+ts,跳转至步骤S45;
S45、根据公式ePwr=|Pact-Preq|/Preq计算当前时刻功率控制误差ePwr(t),跳转至步骤S46;
S46、判断计数器数值是否尚未溢出设定时间TPwrChgHold,即判断Count1(t)≤TPwrChgHold是否成立,若是,跳转至步骤S47,否则,跳转至步骤S48;
S47、判断ePwr(t)≥ectrl(t)是否成立,若是,则令功率误差超限标志位SPwrErr=0,步骤S4流程结束,否则,则SPwrErr=1,跳转至步骤S42;
S48、令SPwrErr=1,步骤S4流程结束。
在一实施例中,根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:
若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;
若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;
在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
请参阅图5,图5为本申请一实施例中超出预设误差阈值后的判断流程示意图。具体步骤如下:
S51、输入步骤S45中计算得到的功率控制误差ePwr,跳转至步骤S52;
S52、判断ePwr(t)≥ectrl(t)是否成立,若是,则对当前时刻的过程变量d赋值为0,即d(t)=0,跳转至步骤S53,否则,d(t)=1,跳转至步骤S54;
S53、对输出过程标志位h(t)进行赋值,令h(t)=1,返回步骤S52;
S54、判断过程变量d的当前时刻数值是否不等于前一采样时刻数值,即判断d(t)≠d(t-ts)是否成立,若是,则对当前时刻的过程变量f赋值为0,即f(t)=0,否则,f(t)= f(t-ts)+ts,跳转至步骤S55;
S55、判断过程变量d(t)≠0是否成立,若是,则当前时刻的过程变量g(t)=f(t),否则,g(t)=0,跳转至步骤S56;
S56、判断过程变量g(t)>TErrSat是否成立,若是,则输出标志位h(t)=0,否则,h(t)= h(t-ts),返回步骤S52,循环执行。
请参阅图6,图6为本申请一实施例中稳态判定的流程示意图,具体步骤如下:
S71、输入***净功率请求值变化量Pchg和功率误差超限标志位SPwrErr,跳转至步骤S72;
S72、判断***净功率请求值变化量Pchg≠0是否成立,若是,则跳转至步骤S73,否则,则跳转至步骤S74;
S73、将当前时刻的计数器Count2(t)数值清零,即令Count2(t)=0,跳转至步骤S75;
S74、将当前时刻的计数器Count2(t)数值在上一时刻基础上递增ts,即令Count2(t)= Count2(t-ts)+ts,跳转至步骤S75;
S75、判断功率误差超限标志位SPwrErr≠0是否成立,若是,则当前时刻的过程变量k(t)=0,否则,k(t)=Count2(t),跳转至步骤S76;
S76、判断过程变量k(t)≠0是否成立,若是,则StdyFlg=0,否则StdyFlg=1。
基于以上步骤,步骤S2结合步骤S4可实现防错功能,能够避免稳态运行过程中由于某些因素导致的功率闪差而引发的识别结果错误跳变现象。此功能的实现原理具体而言描述如下:假设***当前状态为稳态,则此时StdyFlg=1,SPwrErr=1;若此时由于某些因素导致***功率出现闪差,但***净功率请求值Preq 并没有变化,则Pchg=0;将Pchg=0条件代入步骤S4,更具体地将执行步骤S41-步骤S48;根据步骤S42,此时| Pchg|>0 不成立,程序跳转至步骤S44;计数器数值递增ts,即Count1(t)= Count1(t-ts)+ts,跳转至步骤S45;计算当前时刻功率控制误差ePwr(t),跳转至步骤S46;此时需要注意的是计数器数值早已经溢出设定时间TPwrChgHold,即Count1(t)≤TPwrChgHold不成立,跳转至步骤S48;令SPwrErr=1,步骤S4流程结束。而根据步骤S7中的具体步骤S75可知,当SPwrErr=1时,过程变量k(t)=0,进一步地根据步骤S76,k(t)≠0不成立,则StdyFlg=1,可以发现StdyFlg状态没有发生变化,从而***功率负荷状态识别结果仍继续保持为稳态,避免了识别结果错误跳变现象。
步骤S4、步骤S5和步骤S6相结合能够避免加载/降载状态向稳态状态转变过程中的因功率控制误差震荡衰减造成的识别结果反复跳变现象。此功能的实现原理具体而言描述如下:假设当前***净功率请求值Preq 有超过容许区间范围的变化,即|Preq |>0,且功率控制误差ePwr在设定时间TPwrChgHold内超过了设定阈值ectrl,根据步骤S4,则SPwrErr=0,此时功率负荷状态识别结果为加载或者降载,***功率控制误差ePwr将超过设定阈值ectrl,之后随时间逐渐收敛减小,程序进一步地跳转至步骤S5;功率控制误差逐渐减小,当ePwr<ectrl的瞬间开始计数,若ePwr持续低于设定阈值ectrl,且持续时间超过设定时间TErrSat,则过程标志位h(t)=0,倘若在功率控制误差减小的过程中出现震荡导致ePwr>ectrl,则步骤S5中的判断条件无法满足,则令h(t)=1,程序跳转至步骤S6;根据步骤S6,当h(t)=0时,SPwrErr=1,否则,SPwrErr保持为0不变。因此,功率控制误差减小过程中出现震荡而导致误差再次超出阈值的情况将不会导致功率负荷状态识别结果跳转为稳态,必须等到ePwr持续低于设定阈值ectrl,且持续时间超过设定时间TErrSat的条件满足时,才会跳转为稳态,从而避免因功率控制误差震荡衰减造成的识别结果反复跳变现象。
在一实施例中,按照步骤S1-步骤S8所描述的本发明方法原理,更具体地包括步骤S31-步骤S36、步骤S41-步骤S48、步骤S51-步骤S56以及步骤S71-步骤S76,在Matlab/Simulink中建立应用层软件模型;
将在Matlab/Simulink中搭建的应用层软件模型进行C代码编译,并通过USBCAN设备上载到控制器,实现自动识别控制。
在一实施例中,可前述实施例提供的方法进行实验验证,燃料电池发动机控制器FCCU软件将按步骤S1-步骤S8所描述的本发明方法原理,实时在线地对燃料电池发动机功率负荷状态进行识别,识别结果在INCA软件中记录并保存,同时还需记录保存燃料电池发动机净功率请求值Preq 和实际值Pact,以及步骤S45中计算得到的功率控制误差ePwr;开展算法效果验证实验。通过INCA软件请求燃料电池发动机净功率,将Preq 设定在额定功率的10%至90%区间内(即10%PE-90%PE区间内)变化,保存测试期间所需记录的数据;开展有无防错容错措施的识别结果差异对比实验。其中无防错容错措施是指仅根据ePwr>ectrl是否成立来进行加载/降载和稳态的状态判断与转换,即当ePwr>ectrl时,识别结果为加载/降载,当ePwr≤ectrl时,识别结果为稳态;有防错容错措施是指本发明方法中所提及的步骤S2、步骤S4、步骤S5和步骤S6所组合产生的效果。保存测试期间所需记录的数据。
请参阅图7,图7为本申请一实施例中功率负荷状态识别方法的实施效果示意图。根据图7(a),当***净功率请求值Preq 变化后,通过燃料电池发动机控制器FCCU软件中的功率闭环程序,***净功率实际值Pact将跟随请求值Preq 变化。如图7,当请求值Preq 阶跃上升后,根据图7(c),功率控制误差ePwr将超过控制阈值线,图7(b)中的功率负荷状态识别结果由状态0转变为状态1,识别为功率加载状态,之后图7(c)中的功率控制误差ePwr衰减收敛,一段时间后,图7(b)中的功率负荷状态识别结果由状态1转变回状态0,识别结果由功率加载状态变回稳态状态,且随后只要在请求值Preq 没有变化的情况下,仅出现功率控制误差ePwr偶尔超出控制阈值线也不会导致识别结果由稳态再次变为加载;同理当请求值Preq阶跃下降亦如此。
请参阅图8,图8为本申请一实施例中有防错措施和无防错措施的识别结果差异对比示意图。其中图8(a)-图8(c)展示了无防错容错措施的识别结果,图8(d)-图8(f)展示了有防错容错措施的识别结果。如图8(b)所示,可以明显看出,在无防错容错措施的情况下,即使***功率负荷状态达到稳态,偶发的功率控制误差ePwr超过控制阈值线也会触发识别结果错误地脱离稳态状态。此外,在无防错容错措施的情况下,请求值Preq 改变后的控制误差ePwr震荡衰减期间会出现识别结果反复跳转。对比图8(b)和图8(e)可知,采用了本发明中所提及的防错容错措施后,上述两种现象可以得到显著改善。
基于以上本申请技术方案,本申请能够按加载、降载和稳态在线区分识别燃料电池发动机功率负荷状态,不同识别状态的转换完全由程序算法自动完成,具有高度自动化和智能性的特征;能够避免加载/降载状态向稳态状态转变过程中的因功率控制误差震荡衰减造成的识别结果反复跳变现象;具有防错功能,能够避免稳态运行过程中由于某些因素导致的功率闪差而引发的识别结果错误跳变现象;功率请求小范围变化不改变识别状态结果,使识别方法鲁棒性和抗干扰能力增强;有利于实现燃料电池发动机各子***关键执行器按不同发动机功率负荷状态进行参数自适应控制,从而提高燃料电池发动机关键运行参数的控制效果,提升***输出性能和寿命耐久。
请参阅图9,图9为本申请一实施例中功率负荷状态识别***的模块图,该***包括:功率数据获取模块10,用于获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;负荷状态识别模块11,用于若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,包括:将所述当前采样时刻的所述净功率请求值记为第一请求值,并将当前采样时刻邻域时间范围内的实际功率值作为第一功率值;计算所述第一请求值与所述第一功率值的第一差值,将所述第一差值的绝对值与所述第一请求值的比值作为所述功率控制误差。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态之前,还包括:若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则将所述净功率请求值变化量置零。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于实现将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
在一实施例中,负荷状态识别模块11还用于实现将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
上述功率负荷状态识别***可以以一种计算机程序的形式实现,计算机程序可以在如图10所示的计算机设备上运行。计算机设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。
上述功率负荷状态识别***中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于终端的存储器中,也可以以软件形式存储于终端的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。该处理器可以为中央处理单元(CPU)、微处理器、单片机等。
如图10所示,为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。提供了一种计算机设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,包括:将所述当前采样时刻的所述净功率请求值记为第一请求值,并将当前采样时刻邻域时间范围内的实际功率值作为第一功率值;计算所述第一请求值与所述第一功率值的第一差值,将所述第一差值的绝对值与所述第一请求值的比值作为所述功率控制误差。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态之前,还包括:若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则将所述净功率请求值变化量置零。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
在一实施例中,上述处理器执行时,所实现的将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
在一个实施例中,上述的计算机设备可用作服务器,包括但不限于独立的物理服务器,或者是多个物理服务器构成的服务器集群,该计算机设备还可用作终端,包括但不限手机、平板电脑、个人数字助理或者智能设备等。如图10所示,该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、非易失性存储介质、内存储器、显示屏和网络接口。
其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力,支撑整个计算机设备的运行。计算机设备的非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行,以用于实现以上各个实施例所提供的一种功率负荷状态识别方法。计算机设备中的内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序提供高速缓存的运行环境。显示界面可通过显示屏进行数据展示。显示屏可以是触摸屏,比如为电容屏或电子屏,可通过接收作用于该触摸屏上显示的控件的点击操作,生成相应的指令。
本领域技术人员可以理解,图10中示出的计算机设备的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
在一实施例中,该计算机程序被处理器执行时,所实现的获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
在一实施例中,该计算机程序被处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,包括:将所述当前采样时刻的所述净功率请求值记为第一请求值,并将当前采样时刻邻域时间范围内的实际功率值作为第一功率值;计算所述第一请求值与所述第一功率值的第一差值,将所述第一差值的绝对值与所述第一请求值的比值作为所述功率控制误差。
在一实施例中,该计算机程序被处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
在一实施例中,该计算机程序被处理器执行时,所实现的确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态之前,还包括:若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则将所述净功率请求值变化量置零。
在一实施例中,该计算机程序被处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,该指令被处理器执行时,所实现的根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
在一实施例中,该指令被处理器执行时,所实现的将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
在一实施例中,该指令被处理器执行时,所实现的将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请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,仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种功率负荷状态识别方法,其特征在于,包括:
获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;
若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
2.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及实际功率值之后,还包括:
若所述净功率请求值变化量超出所述预设变化范围,则根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态。
3.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,包括:
将所述当前采样时刻的所述净功率请求值记为第一请求值,并将当前采样时刻邻域时间范围内的实际功率值作为第一功率值;
计算所述第一请求值与所述第一功率值的第一差值,将所述第一差值的绝对值与所述第一请求值的比值作为所述功率控制误差。
4.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差之后,还包括:
若在预设第一时限内所述功率控制误差大于或等于预设误差阈值,则等待所述功率控制误差小于所述预设误差阈值后,若所述功率控制误差持续小于所述预设误差阈值且持续时间超过预设第二时限,则将第一数值赋值给预设的第一标志位;
若所述功率控制误差小于所述预设误差阈值的持续时间小于所述预设第二实现,则将第二数值赋值给所述第一标志位;
在所述第一标志位等于所述第一数值时,确定所述电池发动机负荷功率状态达到稳态;在所述第一标志位等于所述第二数值时,所述电池发动机负荷功率状态保持原状态不变。
5.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态之前,还包括:
若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则将所述净功率请求值变化量置零。
6.根据权利要求2或5所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,计算当前采样时刻净功率请求值与实际功率值的第二差值;
若所述第二差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第二差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
7.根据权利要求6所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,根据所述净功率请求值变化量、所述净功率请求值以及对应的实际功率值确定所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态或降载状态,还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则计算当前采样时刻净功率请求值与前一采样时刻的实际功率值的第三差值;
若所述第三差值大于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为加载状态;
若所述第三差值小于零,则所述燃料电池发动机功率负荷状态为降载状态。
8.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程包括:
若所述净功率请求值变化量的绝对值大于零,则将当前采样时刻的计数值清零,若所述计数值未超出所述预设第一时限且所述功率控制误差大于或等于所述预设误差阈值,则保持燃料电池发动机功率的原状态不变。
9.根据权利要求1所述的功率负荷状态识别方法,其特征在于,将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较的过程还包括:
若所述净功率请求值变化量等于零,则在上一个采样时刻的计数值的基础上新增一个采样时长作为当前采样时刻的计数值,以使所述当前采样时刻的计数值超出所述预设第一时限,此时保持燃料电池发动机的功率状态不发生变化。
10.一种功率负荷状态识别***,其特征在于,包括:
功率数据获取模块,用于获取连续多个采样时刻的净功率请求值以及每个采样时刻邻域时间范围内的实际功率值,其中所述连续多个采样时刻包括:当前采样时刻以及在前的至少一个采样时刻;
负荷状态识别模块,用于若净功率请求值变化量在预设变化范围内,则根据所述净功率请求值和所述实际功率值确定功率控制误差,并将所述功率控制误差与预设误差阈值进行比较,以在预设第一时限内所述功率控制误差小于所述预设误差阈值时,确定当前采样时刻燃料电池发动机功率负荷状态达到稳态,其中,所述净功率请求值变化量为所述当前采样时刻与前一采样时刻的净功率请求值之差。
11.一种计算机设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的功率负荷状态识别方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的功率负荷状态识别方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310284920.XA CN115991123B (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310284920.XA CN115991123B (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115991123A true CN115991123A (zh) | 2023-04-21 |
CN115991123B CN115991123B (zh) | 2023-07-18 |
Family
ID=85993795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310284920.XA Active CN115991123B (zh) | 2023-03-22 | 2023-03-22 | 一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115991123B (zh) |
Citations (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030106726A1 (en) * | 2000-05-15 | 2003-06-12 | Kinya Yoshii | Supply of electric power using fuel cell and chargeable/dischargeable storage |
JP2007207488A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置及び燃料電池システムの制御方法 |
CN101734249A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-06-16 | 清华大学 | 一种燃料电池发动机稳态运行控制方法 |
US20110190959A1 (en) * | 2008-11-05 | 2011-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
CN105253139A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-20 | 上海电力学院 | 燃料电池与蓄电池混合动力驱动***控制方法 |
CA2960606A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-03-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device and control method for vehicle |
DE102015225354A1 (de) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bestimmen eines Degradationszustandes einer Brennstoffzellenanordnung, Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung, Steuereinheit, Betriebsvorrichtung und Computerprogrammerzeugnis |
US20180262139A1 (en) * | 2015-09-24 | 2018-09-13 | Cummins Power Generation Limited | Feed-forward control system and method for genset quick cold start |
US20190260049A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
CN111430750A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-17 | 重庆大学 | 一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制*** |
EP3709416A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
CN112072143A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池***的动态控制方法 |
CN112078565A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 氢燃料电池电动汽车的能量管理方法、装置及存储介质 |
CN112140942A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-29 | 重庆大学 | 一种燃料电池汽车自适应等效消耗最小化能量管理方法 |
CN112345951A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-09 | 同济大学 | 一种复合电源动力***中电池的交流阻抗测量方法 |
CN113352946A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-09-07 | 太原理工大学 | 一种燃料电池汽车动力***的能量管理方法 |
CN113497261A (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-12 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池的输出功率的确定方法及装置 |
CN113629279A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-09 | 同济大学 | 一种多源燃料电池的缩比***工况控制方法和*** |
CN113782791A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-10 | 佛山仙湖实验室 | 车用质子交换膜燃料电池功率控制方法和*** |
CN113815440A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-21 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 一种车对车充电***及其控制方法 |
CN114551943A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-27 | 东风汽车集团股份有限公司 | 燃料电池***空气气量控制方法及*** |
CN114883609A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-08-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池***的稳态误差计算方法和装置 |
CN115172817A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-10-11 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 一种车用燃料电池***加载策略优化方法 |
CN115763911A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-03-07 | 上海氢晨新能源科技有限公司 | 氢燃料电池***的反馈控制方法、装置及设备 |
-
2023
- 2023-03-22 CN CN202310284920.XA patent/CN115991123B/zh active Active
Patent Citations (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030106726A1 (en) * | 2000-05-15 | 2003-06-12 | Kinya Yoshii | Supply of electric power using fuel cell and chargeable/dischargeable storage |
JP2007207488A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置及び燃料電池システムの制御方法 |
US20110190959A1 (en) * | 2008-11-05 | 2011-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
CN101734249A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-06-16 | 清华大学 | 一种燃料电池发动机稳态运行控制方法 |
CA2960606A1 (en) * | 2014-09-09 | 2016-03-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device and control method for vehicle |
US20180262139A1 (en) * | 2015-09-24 | 2018-09-13 | Cummins Power Generation Limited | Feed-forward control system and method for genset quick cold start |
CN105253139A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-20 | 上海电力学院 | 燃料电池与蓄电池混合动力驱动***控制方法 |
DE102015225354A1 (de) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bestimmen eines Degradationszustandes einer Brennstoffzellenanordnung, Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung, Steuereinheit, Betriebsvorrichtung und Computerprogrammerzeugnis |
US20190260049A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method of controlling fuel cell system |
EP3709416A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
CN111430750A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-17 | 重庆大学 | 一种预测式燃料电池汽车电堆阳极压力智能控制*** |
CN113497261A (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-12 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池的输出功率的确定方法及装置 |
CN112072143A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种燃料电池***的动态控制方法 |
CN112078565A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 氢燃料电池电动汽车的能量管理方法、装置及存储介质 |
CN112140942A (zh) * | 2020-10-13 | 2020-12-29 | 重庆大学 | 一种燃料电池汽车自适应等效消耗最小化能量管理方法 |
CN112345951A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-09 | 同济大学 | 一种复合电源动力***中电池的交流阻抗测量方法 |
CN113352946A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-09-07 | 太原理工大学 | 一种燃料电池汽车动力***的能量管理方法 |
CN113629279A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-11-09 | 同济大学 | 一种多源燃料电池的缩比***工况控制方法和*** |
CN113782791A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-10 | 佛山仙湖实验室 | 车用质子交换膜燃料电池功率控制方法和*** |
CN113815440A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-21 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | 一种车对车充电***及其控制方法 |
CN114551943A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-27 | 东风汽车集团股份有限公司 | 燃料电池***空气气量控制方法及*** |
CN114883609A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-08-09 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种燃料电池***的稳态误差计算方法和装置 |
CN115172817A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-10-11 | 重庆地大工业技术研究院有限公司 | 一种车用燃料电池***加载策略优化方法 |
CN115763911A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-03-07 | 上海氢晨新能源科技有限公司 | 氢燃料电池***的反馈控制方法、装置及设备 |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
ARUMUGAM PRAKASH,KUPPAN VASUDEVAN: "A GBDT‐SOA approach for the system modelling of optimal energy management in grid‐connected micro‐grid system", INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH * |
WANJUN YIN,DINESH MAVALURU,MUNIR AHMED,MAZHAR ABBAS,AIDA DARVISHAN: "Application of new multi-objective optimization algorithm for EV scheduling in smart grid through the uncertainties", JOURNAL OF AMBIENT INTELLIGENCE AND HUMANIZED COMPUTING * |
刘志祥等: "大功率PEMFC空气***电流跟随分段PID控制方法研究", 西南交通大学学报 * |
叶心;秦大同;胡明辉;段志辉;陈清洪;: "ISG型中度混合动力轿车油门动态协调控制策略", 重庆大学学报 * |
曾韬: "燃料电池汽车短期功率需求预测方法及应用研究", 博士电子期刊 * |
肖白,刘健康,张博等: "考虑阶梯碳交易和需求响应的含氢储能的并网型微电网优化配置", 电力自动化设备 * |
陈骞,周竞,陆翌等: "一种适用于燃料电池-超级电容发电***的控制策略", 浙江电力 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115991123B (zh) | 2023-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112682184B (zh) | 车辆用控制装置、车辆用控制***以及车辆控制方法 | |
CN112467176B (zh) | 一种燃料电池发动机***的氢气压力控制方法及装置 | |
CN116565402B (zh) | 储能电池冷却***及控制方法 | |
CN114628805A (zh) | 一种电池冷却方法、管理***及车载终端 | |
CN111231758A (zh) | 一种电池容量的估算方法、装置、电子设备及介质 | |
CN110970972B (zh) | 一种dcdc变换器的控制方法、装置、存储介质及电源 | |
CN115991123B (zh) | 一种功率负荷状态识别方法、***、设备和介质 | |
CN114961963B (zh) | 一种中冷循环水泵控制方法、装置、设备及存储介质 | |
CN112324581A (zh) | 一种egr瞬态控制方法及装置、电子设备 | |
CN115991122A (zh) | 一种燃料电池发动机功率控制方法、***、设备和介质 | |
CN116184036A (zh) | 基于神经网络的电力电子变换器参数在线辨识方法及*** | |
CN113844431A (zh) | 混合动力汽车的动力***控制方法、装置、设备和介质 | |
CN113944584A (zh) | 车辆及其控制方法 | |
CN111830411A (zh) | 车用蓄电池老化控制***及交通工具 | |
CN114562350B (zh) | 基于可变气门升程机构的控制方法及电子设备 | |
CN115995586B (zh) | 一种燃料电池发动机功率控制方法、装置、设备及介质 | |
CN114744653B (zh) | 一种复合储能电站运行优化方法、***及可存储介质 | |
CN117284161A (zh) | 燃料电池发动机的加载方法、装置、车辆及存储介质 | |
CN114295993B (zh) | 电池soc确定方法、装置、车辆及存储介质 | |
CN112078567B (zh) | 一种动力***切换方法、装置、设备及存储介质 | |
JP2011203260A (ja) | バッテリの状態量演算方法 | |
CN116480450A (zh) | 一种车辆尾气温控处理方法、装置、设备及存储介质 | |
CN116428169A (zh) | 一种空压机的控制方法、装置、介质和燃料电池*** | |
CN116905604A (zh) | 一种混动工程机械多模式控制方法、装置、设备及介质 | |
CN116513149A (zh) | 动力***的扭矩控制方法、介质及车辆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 5/F, Block A, Science and Innovation Building, Huizhi Industrial Park, Lishui Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu 211200 Patentee after: Shenzhen Blue Automobile Nanjing Research Institute Co.,Ltd. Address before: 5/F, Block A, Science and Innovation Building, Huizhi Industrial Park, Lishui Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu 211200 Patentee before: Chang'an new energy Nanjing Research Institute Co.,Ltd. |