一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法及装置与流程

1.本技术涉及汽车燃料电池排水技术领域，具体涉及一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法、基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置以及车辆。


背景技术：

2.燃料电池汽车是清洁能源汽车的主要类别之一，也是未来汽车发展的终极形态。燃料电池汽车行驶时，需要各部件协同工作；现有技术中，燃料电池汽车在行驶过程中，燃料电池排水阀门需进行排水动作，通过开启排水阀门，将电池内部生成的液态水排出，防止水淹造成电堆性能下降，而排水控制策略大多数为，根据燃料电池输出不同功率值针对排水时间及排水间隔进行调节；当车辆出现持续加速度时，由于电池内部产生的水会随着惯性作用出现水滴聚集，此时若不变化控制策略，则会造成电堆内部水滴聚集，局部水量过多会造成电堆性能衰减，严重时会导致水淹问题发生。
3.因此，希望有一种技术方案来解决或至少减轻现有技术的上述不足。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法来至少解决上述的一个技术问题。
5.本发明的一个方面，提供一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法，所述所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法包括：
6.获取车辆加速度信息；
7.获取燃料电池基本信息；
8.根据车辆加速度信息以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略；
9.将所述排水阀控制策略传递给排水阀门，从而使排水阀门根据所述排水阀控制策略进行动作，从而调整汽车燃料电池的排水速度。
10.可选地，所述根据车辆加速度信息生成排水阀控制信号包括：
11.根据所述车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态，若是，则
12.根据燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
13.可选地，所述生成排水阀控制策略包括：
14.根据所述车辆加速度信息获取恶劣程度，若所述恶劣程度为高级恶劣程度，则
15.根据高级恶劣程度获取第一影响因子；
16.根据所述第一影响因子以及所述燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
17.可选地，所述生成排水阀控制策略包括：
18.根据所述车辆加速度信息获取恶劣程度，若所述恶劣程度为低级恶劣程度，则
19.根据低级恶劣程度获取第二影响因子；
20.根据所述第二影响因子以及所述燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
21.可选地，所述车辆加速度信息包括车辆行进方向加速度、与车辆行进方向垂直的
方向的加速度。
22.可选地，所述根据所述车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态包括：
23.判断所述车辆行进方向的绝对加速度是否超过第一行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第一垂直阈值，若是，则
24.判断车辆位于加速度异常状态。
25.可选地，所述根据所述车辆加速度信息获取恶劣程度包括：
26.判断所述车辆行进方向的绝对加速度是否超过第二行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第二垂直阈值；若否，则
27.判断所述恶劣程度为低级恶劣程度；
28.所述根据所述车辆加速度信息获取恶劣程度包括：
29.判断所述车辆行进方向的绝对加速度是否超过第二行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第二垂直阈值；若是，则
30.判断所述恶劣程度为高级恶劣程度。
31.可选地，排水阀控制策略包括排水间隔时间策略以及排水开启时间策略。
32.本技术还提供了一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置，所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置包括：
33.加速度信息获取模块，所述加速度信息获取模块用于获取车辆加速度信息；
34.燃料电池基本信息获取模块，所述燃料电池基本信息获取模块用于获取燃料电池基本信息；
35.排水阀控制策略生成模块，所述排水阀控制策略生成模块用于根据车辆加速度信息以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略；
36.发送模块，所述发送模块用于将所述排水阀控制策略传递给排水阀门，从而使排水阀门根据所述排水阀控制策略进行动作，从而调整汽车燃料电池的排水速度。
37.本技术还提供了一种车辆，所述车辆包括汽车燃料电池系统，所述汽车燃料电池系统包括：
38.基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置，所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置为如上所述的基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置；
39.排水阀门，所述排水阀门与所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置连接，用于获取排水阀控制策略，继而根据所述排水阀控制策略进行动作。
40.有益效果
41.本技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法基于实际运行的燃料电池汽车，应用加速度传感器，确定当前加速度大小，基于系统运行情况，分析车辆纵向、横向加速度的联合工况特征，调节排水间隔时间及排水时长，实现排水系统智能主动调节，保证燃料电池系统高效运行，延长使用寿命。
附图说明
42.图1为现有技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法的流程示意图。
43.图2是本技术一实施例的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法的系统示意图。
44.图3是本技术一实施例中的汽车运动与燃料电池排水原理示意图。
具体实施方式
45.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
46.图1为现有技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法的流程示意图。
47.如图1所示的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法包括：
48.步骤1：获取车辆加速度信息；
49.步骤2：获取燃料电池基本信息；
50.步骤3：根据车辆加速度信息以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略；
51.步骤4：将排水阀控制策略传递给排水阀门，从而使排水阀门根据所述排水阀控制策略进行动作，从而调整汽车燃料电池的排水速度。
52.本技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法基于实际运行的燃料电池汽车，应用加速度传感器，确定当前加速度大小，基于系统运行情况，分析车辆纵向、横向加速度的联合工况特征，调节排水间隔时间及排水时长，实现排水系统智能主动调节，保证燃料电池系统高效运行，延长使用寿命。
53.在本实施例中，根据车辆加速度信息生成排水阀控制信号包括：
54.根据车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态，若是，则
55.根据燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
56.在本实施例中，生成排水阀控制策略包括：
57.根据车辆加速度信息获取恶劣程度，若恶劣程度为高级恶劣程度，则
58.根据高级恶劣程度获取第一影响因子；
59.根据第一影响因子以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
60.在本实施例中，生成排水阀控制策略包括：
61.根据车辆加速度信息获取恶劣程度，若所述恶劣程度为低级恶劣程度，则
62.根据低级恶劣程度获取第二影响因子；
63.根据第二影响因子以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略。
64.在本实施例中，所述车辆加速度信息包括车辆行进方向加速度、与车辆行进方向垂直的方向的加速度、加速度持续时间。
65.在本实施例中，根据车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态包括：
66.判断车辆行进方向的绝对加速度是否超过第一行进阈值和/或判断与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第一垂直阈值，若是，则
67.判断车辆位于加速度异常状态。
68.在本实施例中，根据所述车辆加速度信息获取恶劣程度包括：
69.判断车辆行进方向的绝对加速度是否超过第二行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第二垂直阈值；若否，则
70.判断恶劣程度为低级恶劣程度；
71.判断车辆行进方向的绝对加速度是否超过第二行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第二垂直阈值；若是，则
72.判断恶劣程度为高级恶劣程度。
73.在本实施例中，排水阀控制策略包括排水间隔时间策略以及排水开启时间策略。
74.本技术具有如下优点：
75.1、本技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法基于实际运行的燃料电池汽车，应用加速度传感器，确定当前加速度大小，基于系统运行情况，分析车辆纵向、横向加速度的联合工况特征，调节排水间隔时间及排水时长，实现排水系统智能主动调节，保证燃料电池系统高效运行，延长使用寿命。
76.2、本技术通过对恶劣程度进行判断，从而更为智能化的进行排水调节，从而适用于多种工况。
77.下面以举例的方式对本技术进行进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本技术的任何限制。
78.参见图3，电堆氢气进入与排出、氧气进入与排出端口位于不同侧，呈交叉特性即氢气进入端与氧气排出端位于同一端、氧气进入端与氢气排出端位于同侧；本技术流程如下：
79.车辆行驶过程中，车辆加速度传感器将车辆实时加速度信息(包括加速度大小、方向、持续时间信息)发送给fccu(fuel cell control unit,燃料电池控制器)；
80.fccu获取车辆加速度信息；
81.获取燃料电池基本信息，在本实施例中，燃料电池基本信息包括电堆内部阳极压强值、水滴在燃料电池内任意一个位置的水滴流动速度、排水时水滴所行进路程。
82.在本实施例中，根据车辆加速度信息以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略，具体为：
83.根据所述车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态，具体而言，根据所述车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态包括：
84.判断所述车辆行进方向加速度是否超过第一行进阈值和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的加速度是否超过第一垂直阈值，若是，则
85.判断车辆行进方向加速度超过第一行进阈值的加速度持续时间是否超过第一行进预设时间和/或判断所述与车辆行进方向垂直的方向的加速度超过第一垂直阈值的加速度持续时间是否超过第一垂直预设时间，若是，则
86.判断车辆位于加速度异常状态。
87.在本实施例中，判断当前车辆是否位于加速度异常阶段采用如下判定条件：加速度异常阶段判定条件：ai》a
itg
且ti》t
itg
。
88.在本实施例中，ai为加速度，ti为加速度持续时间，当i＝1时，a1代表车辆行进方向加速度，加速度向前为正，向后为负，当i＝2时，a2代表与车辆行进方向垂直方向加速度，加速度向左为正，向右为负，a
1tg
代表第一行进阈值，a
1tg
代表第一垂直阈值。
89.t
1tg
代表第一行进预设时间，t
2tg
代表第一垂直预设时间；其中，其中阈值根据不同电堆、车辆可以标定修改。
90.参见图3，在本实施例中，车辆行进方向为x轴，车辆横向方向为y轴；
91.在本实施例中，车辆行进方向的加速度包括汽车加速时的加速度以及汽车减速时的加速度，当汽车加速时，x正方向代表加速度的值为正；当汽车减速时，x方向负方向代表加速度的值为负：
92.在本实施例中，若车辆减速，即，x方向为负方向，此时若绝对加速度值大于4m/s2(即大于第一行进阈值，根据不同电堆数值会不同)，则说明水量聚集前侧，此时不利于氢气进入电堆，此时采用如下公式获取排水开启时间策略：
93.t1＝t0*(-a/10 1) t2；其中，
94.t0为当前根据电堆功率所确定的排水阀开启时间；
[0095]-a为x方向为负方向时加速度的值；
[0096]
t1为修正后的排水开启时间。
[0097]
在本实施例中，若加速度向前(即a为正数时)，则说明水量多聚集于排水端，此时无需调整排水开启时间，即排水开启时间策略与没有加速度时相同即可，可以理解的是，在其他实施例中，也可以对加速度向前时的排水开启时间进行调整。
[0098]
在本实施例中，若车辆向左转向，即加速度在y方向为负，此时水量聚集于电堆右侧，此时排水通畅，根据电堆输出功率进行排水持续时长及排水间隔时间的确定即可，即排水开启时间策略与没有加速度时相同即可。
[0099]
在本实施例中，加速度在y方向上为正时，此时水量聚集于进气端(电堆左侧)，排水困难，此时采用如下公式获取排水开启时间策略：
[0100]
t1＝t0*(-a/10 1) t2；其中，
[0101]
t0为当前根据电堆功率所确定的排水阀开启时间；
[0102]-a为x方向为负方向时加速度的值；
[0103]
t1为修正后的排水开启时间。
[0104]
在本实施例中，根据所述车辆加速度信息判断车辆是否位于加速度异常状态，若否，则结束本技术的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。
[0105]
在本实施例中，根据车辆加速度信息获取恶劣程度，若恶劣程度为低级恶劣程度包括：
[0106]
判断车辆行进方向的绝对加速度是否超过第二行进阈值和/或判断与车辆行进方向垂直的方向的绝对加速度是否超过第二垂直阈值若是，则
[0107]
判断所述恶劣程度为高级恶劣程度，若否，则为低级恶劣程度。
[0108]
当处于低级恶劣程度时，第一影响因子为t
第一影响因子
＝0.7x；
[0109]
采用如下方式获取排水间隔时间策略：
[0110]
t1＝t
第一影响因子
t；t为水滴在管路内行走的时间；t1排水间隔时间；t
第一影响因子
为第一影响因子，其中，
[0111]
其中，
[0112]
p为电堆内部阳极压强值；ρ代表水滴密度；v代表水滴在燃料电池内任意一个位置
的水滴流动速度；
[0113]
在本实施例中，c采用如下公式获取：
[0114]
其中，
[0115]
p为电堆内部阳极压强值；ρ代表水滴密度；v代表水滴在燃料电池内任意一个位置的水滴流动速度。
[0116]
在本实施例中，第二影响因子为t
第二影响因子
＝0.5x；
[0117]
采用如下方式获取排水间隔时间策略：
[0118]
t1＝t
第二影响因子
t；t为水滴在管路内行走的时间；t1排水间隔时间；t
第二影响因子
为第二影响因子，其中，
[0119]
其中，
[0120]
p为电堆内部阳极压强值；ρ代表水滴密度；v代表水滴在燃料电池内任意一个位置的水滴流动速度；
[0121]
在本实施例中，c采用如下公式获取：
[0122]
其中，
[0123]
p为电堆内部阳极压强值；ρ代表水滴密度；v代表水滴在燃料电池内任意一个位置的水滴流动速度。
[0124]
本技术还提供了一种基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置，所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置包括加速度信息获取模块、燃料电池基本信息获取模块、排水阀控制策略生成模块以及发送模块，加速度信息获取模块用于获取车辆加速度信息；燃料电池基本信息获取模块用于获取燃料电池基本信息；排水阀控制策略生成模块用于根据车辆加速度信息以及燃料电池基本信息生成排水阀控制策略；发送模块用于将所述排水阀控制策略传递给排水阀门，从而使排水阀门根据排水阀控制策略进行动作，从而调整汽车燃料电池的排水速度。
[0125]
可以理解的是，上述对方法的描述，也同样适用于对装置的描述。
[0126]
本技术还提供了一种车辆，所述车辆包括汽车燃料电池系统，所述汽车燃料电池系统包括基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置以及排水阀门，基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置为如上所述的基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置；排水阀门与所述基于加速度的汽车燃料电池排水控制装置连接，用于获取排水阀控制策略，继而根据所述排水阀控制策略进行动作。
[0127]
本技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。
[0128]
本技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时能够实现如上的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。
[0129]
图2是能够实现根据本技术一个实施例提供的基于加速度的汽车燃料电池排水控
制方法的电子设备的示例性结构图。
[0130]
如图2所示，电子设备包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504以及输出接口505通过总线507相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线507连接，进而与电子设备的其他组件连接。具体地，输入设备504接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电子设备的外部供用户使用。
[0131]
也就是说，图2所示的电子设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1描述的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。
[0132]
在一个实施例中，图2所示的电子设备可以被实现为包括：存储器504，被配置为存储可执行程序代码；一个或多个处理器503，被配置为运行存储器504中存储的可执行程序代码，以执行上述实施例中的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。
[0133]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0134]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0135]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动，媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数据多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
[0136]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0137]
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。
[0138]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、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。在这点上，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，模块、程序段、或代码的一部分包括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，两个接连地标识的方框实际上可
以基本并行地执行，他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，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总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。
[0139]
在本实施例中所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0140]
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现装置/终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0141]
在本实施例中，装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。本技术虽然以较佳实施例公开如上，但其实并不是用来限定本技术，任何本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。
[0142]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0143]
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。
[0144]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在
本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。