全文摘要
本申请提供了一种监测方法及装置，获取当前设定压力以及当前实际压力，由于在工况动态变化状态下，实际压力随工况变化相对于设定压力存在延迟，即，在该延迟时间内两者会产生偏差。所以，本申请基于实际压力以及设定压力，计算偏差面积，其中，该偏差面积表示在当前实际压力对应的延迟时间，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积。综上，该偏差面积可以表征气体实际压力的变化过程，所以进一步，根据偏差面积确定监测结果。由此，可以实现对燃料电池气体压力进行实时监测的目的。
主设计要求
1.一种监测方法，其特征在于，包括：获取燃料电池内反应气体的当前设定压力以及当前实际压力；基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积；其中，所述偏差面积表示在所述当前实际压力对应的延迟时间内，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积；基于所述偏差面积，确定监测结果；所述偏差区域包括偏差三角形；所述基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积，包括：基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算当前压力偏差值；基于历史监测信息，计算当前设定压力变化率；基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积；还包括：基于所述监测结果，判断压力状态是否正常；所述基于所述监测结果，判断压力状态是否正常，包括：比较所述监测结果与预设的偏差阈值的大小；若所述监测结果小于等于所述偏差阈值，则判断压力状态正常；若所述监测结果大于所述偏差阈值，则判断压力状态不正常。
设计方案
1.一种监测方法，其特征在于，包括：
获取燃料电池内反应气体的当前设定压力以及当前实际压力；
基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积；其中，所述偏差面积表示在所述当前实际压力对应的延迟时间内，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积；
基于所述偏差面积，确定监测结果；
所述偏差区域包括偏差三角形；
所述基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积，包括：
基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算当前压力偏差值；
基于历史监测信息，计算当前设定压力变化率；
基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积；
还包括：
基于所述监测结果，判断压力状态是否正常；
所述基于所述监测结果，判断压力状态是否正常，包括：
比较所述监测结果与预设的偏差阈值的大小；
若所述监测结果小于等于所述偏差阈值，则判断压力状态正常；
若所述监测结果大于所述偏差阈值，则判断压力状态不正常。
2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积，包括：
根据所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率，计算所述当前实际压力对应的延迟时间；
基于所述当前压力偏差值以及所述当前实际压力对应的延迟时间，计算所述偏差三角形的面积。
3.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述基于所述偏差面积，确定监测结果，包括：
将所述偏差面积作为监测结果；
或，
计算多个偏差面积；
基于所述多个偏差面积，确定平均偏差面积；
将所述平均偏差面积作为监测结果。
4.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述获取当前设定压力以及当前实际压力，包括：
基于控制模型计算当前信号采集时刻的设定压力；
基于压力传感器获取当前信号采集时刻的实际压力。
5.一种监测装置，其特征在于，包括：
压力获取模块，用于获取当前设定压力以及当前实际压力；
偏差面积计算模块，用于基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积；其中，所述偏差面积表示在所述当前实际压力对应的延迟时间内，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积；
监测结果确定模块，用于基于所述偏差面积，确定监测结果；
所述偏差区域包括偏差三角形；所述偏差面积计算模块包括：偏差值计算模块，用于基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算当前压力偏差值； 变化率计算模块，用于基于历史监测信息，计算当前设定压力变化率；三角形面积计算模块，用于基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积；
监测结果判断模块，用于：比较监测结果与预设的偏差阈值的大小；若监测结果小于等于偏差阈值，则判断压力状态正常；若监测结果大于所述偏差阈值，则判断压力状态不正常。
6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述监测结果确定模块具体用于：
将所述偏差面积作为监测结果；
或，
计算多个偏差面积；
基于所述多个偏差面积，确定平均偏差面积；
将所述平均偏差面积作为监测结果。
设计说明书
技术领域
本申请涉及电子控制领域，更具体地说，涉及一种监测方法及装置。
背景技术
近年来，为了响应节能减排的号召，中国乃至全球对于机动车污染物排放标准都在逐步提升。而新能源汽车不同于传统的机动车，其采用的主要是非燃油动力装置，由此可以减少二氧化碳等污染气体的排放，从而达到保护环境的目的。由于氢燃料电池具有良好的可靠性，所以氢燃料电池电动汽车被视为应用前景广阔的新能源汽车。
氢燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下，在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的新能源汽车。其中，氢燃料电池的工作状态对新能源汽车的工作特性具有重要影响，所以，需要对氢燃料电池的工作状态进行实时的监测。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种控制方法及装置。该方法包括：
获取燃料电池内反应气体的当前设定压力以及当前实际压力；
基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积；其中，所述偏差面积表示在所述当前实际压力对应的延迟时间内，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积；
基于所述偏差面积，确定监测结果。
可选地，偏差区域包括偏差三角形；
所述基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算偏差面积，包括：
基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算当前压力偏差值；
基于历史监测信息，计算当前设定压力变化率；
基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积。
可选地，基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积，包括：
根据所述当前压力偏差值以及当前设定压力变化率，计算所述当前实际压力对应的延迟时间；
基于所述当前压力偏差值以及所述当前实际压力对应的延迟时间，计算所述偏差三角形的面积。
可选地，基于所述偏差面积，确定监测结果，包括：
将所述偏差面积作为监测结果；
或，
计算多个偏差面积；
基于所述多个偏差面积，确定平均偏差面积；
将所述平均偏差面积作为监测结果。
可选地，获取当前设定压力以及当前实际压力，包括：
基于控制模型计算当前信号采集时刻的设定压力；
基于压力传感器获取当前信号采集时刻的实际压力。
可选地，本方法还包括：
基于所述监测结果，判断压力状态是否正常。
可选地，基于所述监测结果，判断压力状态是否正常，包括：
比较所述监测结果与预设的偏差阈值的大小；
若所述监测结果小于等于所述偏差阈值，则判断压力状态正常；
若所述监测结果大于所述偏差阈值，则判断压力状态不正常。
可选地，偏差区域包括偏差三角形；所述偏差面积计算模块包括：
偏差值计算模块，用于基于所述当前实际压力以及所述当前设定压力，计算当前压力偏差值；
变化率计算模块，用于基于历史监测信息，计算当前设定压力变化率；
三角形面积计算模块，用于基于所述当前压力偏差值以及所述当前设定压力变化率计算所述偏差三角形的面积。
可选地，监测结果确定模块具体用于：
将所述偏差面积作为监测结果；
或，
计算多个偏差面积；
基于所述多个偏差面积，确定平均偏差面积；
将所述平均偏差面积作为监测结果。
从上述的技术方案可以看出，本申请提供的监测方法，在当前信号采集时刻，获取燃料电池内反应气体的当前设定压力以及当前实际压力，由于在工况动态变化状态下，实际压力随工况变化相对于设定压力存在延迟，即，在该延迟时间内两者会产生偏差。所以，本申请基于实际压力以及设定压力，计算偏差面积，其中，该偏差面积表示在当前实际压力对应的延迟时间，由设定压力与实际压力之间的偏差值跟随时间变化所形成的偏差区域的面积。即，基于燃料电池的当前实际压力和当前设定压力，确定的偏差面积可以表征气体实际压力的变化过程。基于此，进一步根据偏差面积确定监测结果。由此，通过对气体压力的监测，实现对燃料电池工作状态进行实时监测的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种公交车综合工况变化示意图；
图2为本申请实施例提供的一种监测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种加速过程空气压力变化示意图；
图4为本申请实施例提供的一种偏差区域示意图；
图5为本申请实施例提供的一种偏差三角形示意图；
图6为本申请实施例提供的一种监测装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种监测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
氢燃料电池以氢气和空气中的氧气为原料，在电堆内部进行化学反应后产生电能。其中，电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成，是氢燃料电池反应核心。反应气体的压力（即氢气压力和空气压力）是影响燃料电池工作特性的关键参数之一。通常情况下，增加反应气体的压力，可以加快反应气体的传质速度，从而增大电堆催化层内反应气体的浓度，加快正向反应，进而提高燃料电池的工作特性。但是，增大反应气体的压力会增加电堆的密闭难度或增大压缩系统的功耗和成本。在氢燃料电池工作过程中，反应气体的压力（即氢气压力和空气压力）是影响燃料电池工作特性的关键参数之一。
所以，在实际工作中，气体压力控制系统能够对氢燃料电池反应气体的压力进行控制，以保证氢燃料电池适应当前工况，保持良好的工作状态。
但是在汽车行驶过程中，工况变化频繁，导致气体压力控制系统的控制不够合理，例如，针对城市道路公交车来说，出于安全、路况、站点等因素的影响，公交车的启停次数较多，行驶速度较慢且速度变化频繁。其行驶过程中的综合工况可以参照图1，如图1所示，公交车的平均速度低，实际运行工况多数在低转速与低扭矩区，并且行驶过程中启停、加速或减速较频繁，因此导致工况长时间处于动态变化状态。
当工况变化时，实际气体压力与所需气体压力均随工况产生变化。一方面，所需气体压力可以根据当前工况的各个参数（例如发动机转速、发动机转矩或油门开度等）计算得到，所以该所需气体压力的变化随工况变化的速度较快。另一方面，氢燃料电池的实际气体压力供给需要达到当前工况所需要的气体压力才能适应当前的工况，达到稳态。但是，实际的气体压力受硬件设备的限制，反应速度较慢，即，实际气体压力的变化随工况变化的速度较慢，且可能由于频繁的工况变化，使电堆的输出功率产生较大的波动。例如在上述公交车的行驶过程中，由于公交车动态工况居多，实际气体压力的变化存在延迟，因此极易出现“氧饥饿”或“过饱和”现象，且造成电堆的输出功率出现较大的波动，进一步降低输出效率，影响电堆使用寿命。
因此，控制系统需要对车辆行驶过程中的各个参数进行合理的控制，以使得气体压力的变化能够精准且及时。进一步保证燃料电池的工作状态处于正常状态。所以，本申请提出一种监测方法，对氢燃料电池的反应气体的气体压力进行实时监测，以判断燃料电池的工作状态是否正常，进一步为气体压力的控制提供依据，进而有效避免行驶过程中气体压力控制的不合理。
需要说明的是，氢燃料电池的氢气端和空气端存在控制压差，氢气压力跟随空气压力变化，所以本方法具体可以应用于对空气端的空气压力进行监测。
本申请实施例提供监测方法具体可以应用于车行电子控制设备，例如行车电脑ECU或氢燃料电池控制器FCU。具体可以应用在汽车的行驶过程中，对氢燃料电池的空气压力进行实时监测。
接下来通过下述实施例对本申请提供的方法进行介绍。
请参阅图2，示出了本申请实施例提供的监测方法的流程示意图，该方法可以包括：
S201、获取燃料电池内反应气体的当前设定压力以及当前实际压力。
具体地，氢燃料电池汽车在行驶过程中，燃料电池内部的电堆通过氢气端入口和空气端入口进气使得反应气体（氢气和氧气）发生化学反应，从而产生电能为汽车供电。当工况发生变化时，为了响应工况变化以维持汽车的正常行驶，电堆入口处的空气压力和氢气压力需要发生相应的变化。其中，氢气压力随空气压力的变化而变化，所以本步骤中可以获取燃料电池内空气的设定压力和实际压力。
需要说明的是，为了实时监测车辆行驶过程空气压力的动态变化，可以预设信号采集周期，该信号采集周期可以根据车辆类型、驾驶习惯或路况等因素进行预设。例如，上述可知公交车的运行过程中启停次数较多，行驶速度变化频繁，显然，公交车的行驶工况会长时间处于动态变化。因此相较于其他车辆类型，公交车的信号采集周期可以适当的缩短。当达到每一信号采集周期的信号采集时刻时，对信号进行采集。其中，信号可以包括设定压力以及实际压力。
其中，当前设定压力表示在当前信号采集时刻，燃料电池为了适应当前的工况，需要达到的压力值。该压力值是通过当前信号采集时刻的各个工况参数（例如发动机转速、扭矩或油门开度）得到的理想值。当前实际压力表示在当前信号采集时刻的电堆空气端的实际压力值。
S202、基于当前实际压力以及当前设定压力，计算偏差面积。
具体地，当工况处于稳态时，设定压力和实际压力应该保持在很小的压差范围内。当工况发生变化时，设定压力和实际压力跟随工况变化而变化。因为设定压力是基于其他工况参数计算得到的理想值，所以该设定压力跟随工况的变化的速度较快。但是，由于实际压力的变化需要控制系统根据当前工况进行调节，该调节过程存在滞后性，所以该实际压力的跟随工况变化的速度较慢。也即，当工况发生变化，实际压力的变化相对于设定压力的变化存在延迟。
例如，车辆由匀速行驶的稳态工况进行加速。图3示出了在该加速过程的空气压力变化示意图，如图3所示，实际压力和设定压力随工况变化增大。其中，实际压力的变化较为缓慢。如图所示，设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910667987.5
申请日:2019-07-23
公开号:CN110190303A
公开日:2019-08-30
国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN110190303B
授权时间:20191029
主分类号:H01M 8/0438
专利分类号:H01M8/0438;H01M8/04664
范畴分类:38G;
申请人:潍柴动力股份有限公司
第一申请人:潍柴动力股份有限公司
申请人地址:261061 山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲
发明人:鹿文慧;王文霞;江楠;许帅;卢洋
第一发明人:鹿文慧
当前权利人:潍柴动力股份有限公司
代理人:付丽
代理机构:11227
代理机构编号:北京集佳知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计