本技術涉及電池，尤其涉及氫燃料電池車輛，具體涉及一種旁通流量控制方法、裝置、燃料電池空氣系統及車輛。

背景技術：

1、氫燃料電池車輛使用氫燃料電池作為動力源?？諌簷C作為氫燃料電池的空氣系統的重要組成部件，用于將進入空壓機的氣體壓縮后輸入電堆陰極，參與電堆內部的電化學反應，產生電能驅動車輛行駛。在空壓機運行過程中，當空壓機的氣體流量過低，出入口壓比過大時，空壓機會進入喘振工作區，影響空壓機的壽命和性能。目前，通常主要通過增大空壓機的流量，避免空壓機進入喘振工況。主要是通過控制旁通閥開度控制流經旁通閥的空氣流量，以增大空壓機的流量，使得空壓機脫離喘振工況。

2、相關技術中，通過自適應觀測模型計算入堆估計流量，基于入堆估計流量和空壓機流量確定旁通估計流量，從而根據旁通估計流量和旁通期望流量控制旁通閥的開度，以實現旁通流量控制。另一相關技術中，基于流經旁通閥的實際旁通空氣量，確定旁通閥的實際旁通控制量?；趯嶋H旁通控制量，將旁通閥的開度閉環控制結果作為pid控制算法的反饋值，旁通閥的開度控制目標值為尾排氣體濃度稀釋所需的空氣量與抑制空壓機喘振所需的空氣量的較大值，對旁通閥的開度執行pid閉環控制。但是在燃料電池空氣系統運行過程中，入堆空氣流量、旁通控制流量等參數會快速變化，上述兩種方法基于旁通估計流量、旁通期望流量或者旁通閥反饋開度控制旁通閥的開度具有時滯性，容易導致旁通流量不穩定，無法實現精準控制燃料電池空氣系統中的旁通流量。

技術實現思路

1、本技術實施例的目的在于提供一種旁通流量控制方法、裝置、燃料電池空氣系統及車輛，旨在解決相關技術中燃料電池空氣系統中旁通流量控制不精準的技術問題。

2、為了實現上述目的，本技術實施例采用的技術方案如下：

3、第一方面，本技術實施例提供一種旁通流量控制方法，該方法包括：在燃料電池空氣系統的空壓機處于喘振工況的情況下，基于空壓機的喘振控制流量和入堆流量，確定旁通流量請求值；喘振控制流量為空壓機安全運行的最小流量閾值；基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度前饋值；基于開度前饋值，控制旁通閥的開度，以控制燃料電池空氣系統的旁通流量。

4、根據上述技術手段，通過喘振控制流量確定旁通流量請求值，以確定旁通閥的前饋開度調整旁通閥開度，增大了空壓機流量，使得進入空壓機的氣體流量不低于最小安全運行量閾值，以便空壓機脫離喘振工況。并且，旁通閥的開度前饋值用于根據旁通流量請求值預測旁通閥所需開度，使得旁通閥的開度調整可以快速響應空壓機喘振工況的變化。從而基于開度前饋值，可以快速調整旁通流量，使得空壓機可以快速恢復穩定運行，降低由于旁通閥開度調整導致的燃料電池空氣系統內的流量波動。

5、在一種可能的實施方式中，基于空壓機的喘振控制流量和入堆流量，確定旁通流量請求值，包括：將喘振控制流量與入堆流量的差值確定為旁通流量標況值；基于燃料電池空氣系統的環境溫度和壓力，將旁通流量標況值轉化為燃料電池空氣系統當前工況下的旁通流量請求值。

6、根據上述技術手段，將喘振控制流量與入堆流量作差確定旁通流量標況值，能夠在滿足電堆對氣體流量需求的同時，使得進入空壓機的氣體流量不低于喘振控制流量。并且，將旁通流量標況值轉化為當前工況下的旁通流量請求值，考慮了環境溫度和壓力對氣體狀態的影響，以便更精確地控制旁通流量。

7、在一種可能的實施方式中，基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度前饋值，包括：基于旁通流量請求值、入堆溫度、入堆壓力、環境壓力，確定旁通閥的開度前饋值。

8、根據上述技術手段，通過入堆溫度、入堆壓力和環境壓力考慮到了環境因素對氣體的物理性質和流動特性的影響，可以更精確地確定旁通閥所需的開度，提高了旁通流量的控制精度。

9、在一種可能的實施方式中，基于旁通流量請求值、入堆溫度、入堆壓力、環境壓力，確定旁通閥的開度前饋值，包括：基于旁通閥流量計算模型，確定旁通閥開度與入堆壓力、環境壓力、入堆溫度以及旁通流量請求值之間的函數對應關系；旁通閥流量計算模型用于表征燃料電池空氣系統的旁通流量與壓力、溫度之間的定量關系；將旁通流量請求值、入堆溫度、入堆壓力、環境壓力代入函數對應關系，得到旁通閥的開度前饋值。

10、根據上述技術手段，通過旁通閥流量計算模型，可以綜合考慮入堆壓力、環境壓力、入堆溫度多種因素對旁通流量的影響，降低旁通流量的控制誤差。從而得到與實際工況匹配的旁通閥開度前饋值，更精準地控制旁通流量。

11、在一種可能的實施方式中，基于開度前饋值，控制旁通閥的開度，包括：基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度補償值；基于開度前饋值和開度補償值，控制旁通閥的開度。

12、根據上述技術手段，開度補償值可以根據燃料電池空氣系統的實際運行情況對開度前饋值的偏差進行修正?；陂_度前饋值和開度補償值控制旁通閥的開度，使得旁通閥的開度能夠快速準確地適應燃料電池空氣系統的動態變化，旁通閥的實際開度可以更準確地滿足旁通流量請求值，提高了旁通流量的控制精度。

13、在一種可能的實施方式中，基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度補償值，包括：將旁通流量請求值與旁通流量實際值之間的差值輸入比例積分微分（proportional?integral?derivative，pid）控制器，得到旁通閥的開度補償值。

14、根據上述技術手段，pid控制器可以根據旁通流量請求值與實際值之間的快速差值調整開度補償值，降低旁通流量的誤差，使得旁通流量快速趨近于旁通流量請求值，提高了平臺流量的控制精度。

15、在一種可能的實施方式中，喘振控制流量通過如下方式確定：基于燃料電池空氣系統的入堆壓力與環境壓力之間的比值，確定空壓機的壓比；基于空壓機的壓比和喘振控制線，確定喘振控制流量；喘振控制線用于表征空壓機的壓比與空壓機安全運行的最小流量閾值之間的對應關系。

16、根據上述技術手段，通過喘振控制線確定喘振控制流量，使得進入空壓機的氣體流量始終不低于最小安全運行流量閾值，可以規避喘振工況或快速脫離喘振工況，使得空壓機的安全穩定運行。

17、在一種可能的實施方式中，方法還包括：獲取燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速的空壓機壓比和空壓機流量；基于燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速下的空壓機壓比和空壓機流量，確定空壓機喘振線；空壓機喘振線用于表征燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速下發生喘振時空壓機壓比與空壓機流量之間的對應關系；基于空壓機喘振線，確定喘振控制線。

18、根據上述技術手段，通過燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速下的空壓機壓比和空壓機流量，可以精準確定空壓機喘振線。提高了喘振控制線的精度，明確空壓機的喘振邊界。以便基于空壓機的喘振邊界值更精準地控制旁通流量。

19、在一種可能的實施方式中，在喘振控制流量大于入堆流量的情況下，燃料電池空氣系統的空壓機處于喘振工況。

20、根據上述技術手段，通過喘振控制流量和入堆流量，可以準確判斷空壓機是否處于喘振工況。以便在空壓機處于喘振工況的情況下，快速調整旁通閥開度，增大空壓機流量，以便空壓機脫離喘振工況。

21、第二方面，本技術實施例提供一種旁通流量控制裝置，該旁通流量控制裝置包括：確定模塊和控制模塊。確定模塊，用于在燃料電池空氣系統的空壓機處于喘振工況的情況下，基于空壓機的喘振控制流量和入堆流量，確定旁通流量請求值；喘振控制流量為空壓機安全運行的最小流量閾值；確定模塊，還用于基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度前饋值；控制模塊，用于基于開度前饋值，控制旁通閥的開度，以控制燃料電池空氣系統的旁通流量。

22、在一種可能的實施方式中，確定模塊，具體用于將喘振控制流量與入堆流量的差值確定為旁通流量標況值；基于燃料電池空氣系統的環境溫度和壓力，將旁通流量標況值轉化為燃料電池空氣系統當前工況下的旁通流量請求值。

23、在一種可能的實施方式中，確定模塊，具體用于基于旁通流量請求值、入堆溫度、入堆壓力、環境壓力，確定旁通閥的開度前饋值。

24、在一種可能的實施方式中，確定模塊，具體用于基于旁通閥流量計算模型，確定旁通閥開度與入堆壓力、環境壓力、入堆溫度以及旁通流量請求值之間的函數對應關系；旁通閥流量計算模型用于表征燃料電池空氣系統的旁通流量與壓力、溫度之間的定量關系；將旁通流量請求值、入堆溫度、入堆壓力、環境壓力代入函數對應關系，得到旁通閥的開度前饋值。

25、在一種可能的實施方式中，控制模塊，具體用于基于旁通流量請求值，確定燃料電池空氣系統的旁通閥的開度補償值；基于開度前饋值和開度補償值，控制旁通閥的開度。

26、在一種可能的實施方式中，控制模塊，具體用于將旁通流量請求值與旁通流量實際值之間的差值輸入pid控制器，得到旁通閥的開度補償值。

27、在一種可能的實施方式中，喘振控制流量通過如下方式確定：基于燃料電池空氣系統的入堆壓力與環境壓力之間的比值，確定空壓機的壓比；基于空壓機的壓比和喘振控制線，確定喘振控制流量；喘振控制線用于表征空壓機的壓比與空壓機安全運行的最小流量閾值之間的對應關系。

28、在一種可能的實施方式中，上述旁通流量控制裝置還包括：獲取模塊。獲取模塊，用于獲取燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速的空壓機壓比和空壓機流量；確定模塊，還用于基于燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速下的空壓機壓比和空壓機流量，確定空壓機喘振線；空壓機喘振線用于表征燃料電池空氣系統在不同空壓機轉速下發生喘振時空壓機壓比與空壓機流量之間的對應關系；確定模塊，還用于基于空壓機喘振線，確定喘振控制線。

29、在一種可能的實施方式中，在喘振控制流量大于入堆流量的情況下，燃料電池空氣系統的空壓機處于喘振工況。

30、第三方面，本技術實施例提供一種燃料電池空氣系統，該燃料電池空氣系統包括：空壓機、旁通閥和控制器；所述空壓機，用于壓縮進入所述空壓機的氣體；所述旁通閥，用于控制所述燃料電池空氣系統的旁通流量；所述控制器，用于在所述空壓機處于喘振工況的情況下，基于所述旁通閥的開度前饋值和開度補償值控制所述旁通閥的開度，調整流經所述旁通閥的氣體流量，以使得所述空壓機脫離喘振工況。

31、第四方面，本技術實施例提供一種車輛，該車輛包括：處理器；用于存儲所述處理器可執行指令的存儲器；其中，所述處理器被配置為執行所述指令，以實現上述任一實施例的旁通流量控制方法。

32、第五方面，本技術實施例提供一種計算機可讀存儲介質，該計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序指令，該計算機程序指令被處理器執行時實現上述任一實施例的旁通流量控制方法。

33、第六方面，本技術實施例提供一種計算機程序產品，該計算機程序產品包括計算機程序指令，該計算機程序指令被處理器執行時實現上述任一實施例的旁通流量控制方法。

34、需要說明的是，第二方面至第六方面中的任一種實現方式所帶來的技術效果可參見第一方面中對應實現方式所帶來的技術效果，此處不再贅述。

35、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術。