本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制方法及系统，属于燃料电池技术领域。本发明通过实时采集冷却液出口温度，并实时计算燃料经济性最佳的电堆空气入口过量系数与电堆空气入口压力，并通过计算的目标电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力去控制空压机转速，以确保系统在安全运行的前提下经济性最优。
1.一种最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：判断电堆出水温度是否大于第一预设阈值；
S2：如果所述电堆出水温度大于所述第一预设阈值，计算电堆产水速率，计算电堆失水速率，计算所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值；
S3：判断所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值是否大于第二预设阈值；
S4：如果所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值不大于所述第二预设阈值，返回步骤S1；如果所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值大于所述第二预设阈值，执行步骤S5；
S5：调整目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数；
S6：判断目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数是否超出空压机喘振线或阻塞线；
S7：如果所述目标电堆空气入口压力与所述目标电堆空气入口过量系数超出空压机喘振线或阻塞线，执行步骤S5；如果所述目标电堆空气入口压力与所述目标电堆空气入口过量系数未超出空压机喘振线或阻塞线，判断所述目标电堆空气入口压力是否超出电堆约束边界，如果所述目标电堆空气入口压力未超出所述电堆约束边界，执行步骤S8；如果所述目标电堆空气入口压力超出所述电堆约束边界，返回步骤S5；
S8：以调整后的所述目标电堆空气入口压力与所述目标电堆空气入口过量系数计算所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值，判断重新计算的所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值是否大于所述第二预设阈值，如果所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值大于所述第二预设阈值，执行步骤S5；如果所述电堆失水速率与所述电堆产水速率的差值不大于所述第二预设阈值，执行步骤S9；
S9：将系统经济最优函数作为目标函数，计算所述目标函数J值；所述系统经济最优函数考虑系统净功率、系统毛功率、电堆电压和电堆片数；所述目标函数J值采用如下公式计算：其中，
PNET为系统净功率，为系统能够向外部提供的总功率；
S10：判断是否完成预设范围内的电堆空气入口压力与电堆空气入口过量系数的所有遍历，如果未完成所有遍历，执行步骤S5；如果完成所有遍历，执行步骤S11；
S11：比较每次遍历计算的所述目标函数J值，确认最小所述目标函数J值对应的所述电堆空气入口过量系数与所述电堆空气入口压力，将最小所述目标函数J值对应的所述电堆空气入口过量系数与所述电堆空气入口压力作为最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数，通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数控制空压机转速，空压机转速通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数查表获得。
2.根据权利要求1所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述电堆产水速率通过如下公式计算：其中，
3.根据权利要求1所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述电堆失水速率通过如下公式计算：；
4.根据权利要求3所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述电堆空气出口流量通过下式计算获得：其中，
5.根据权利要求1所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，系统净功率采用如下公式计算：；
6.根据权利要求5所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述电堆电压通过如下公式计算：；
7.根据权利要求6所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，通过电堆的所述电堆性能偏差电压与所述电堆空气入口过量系数和所述电堆空气入口压力的函数关系曲线拟合获得所述电堆性能偏差电压的如下计算公式：；
a1、a2、b1、b2、c1和c2为曲线拟合获得的电堆性能偏差电压计算公式的常数。
8.根据权利要求5所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述空压机功率通过如下公式计算得到：其中：
T1为空压机入口温度，由空压机入口进气温度传感器采集获得；
9.根据权利要求8所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，空压机等效率曲线通过空压机实测后，预设到燃料电池系统控制器，燃料电池系统通过所述电堆空气入口目标流量和所述空压机目标压缩比实时在所述燃料电池系统控制器索引对应所述空压机效率值EACP，具体通过如下方法得到：其中，
10.根据权利要求1所述的最优燃料电池系统性能控制方法，其特征在于，所述预设范围为预设的目标电流对应的初始电堆空气入口过量系数正负0.3和初始电堆空气入口压力正负20kPa内。
11.一种最优燃料电池系统性能控制系统，其特征在于，包括燃料电池系统控制器，所述燃料电池系统控制器使用权利要求1‑10任一项所述的最优燃料电池系统性能控制方法进行最优燃料电池系统性能控制。
一种最优燃料电池系统性能控制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种最优燃料电池系统性能控制方法及系统。
背景技术
[0002] 为了保障大功率燃料电池系统在整车上正常的使用，需要确保燃料电池工作时产生的热量被及时散热，由于在夏季，整车散热器散热能力不足以支持燃料电池冷却系统温度保持在预设温度，则冷却液温度将比预设温度高，由于在高冷却液温度下，燃料电池需要通过减少空气路的电堆空气入口过量系数或提高空气路的压力，以保证燃料电池系统可以正常运行。由于该操作条件的调整将影响燃料电池系统整体经济性，故需要对能够保证燃料电池系统可以正常运行的电堆空气入口过量系数和空气路的压力参数进行选择，使得系统能够达到最优的燃料经济性。
[0003] 中国专利申请文献CN108598527B中，公开了一种燃料电池的供气控制方法、装置和系统以及轨道车辆，包括：基于预设的电堆空气入口过量系数持续输入反应气体至燃料电池，其中，预设的电堆空气入口过量系数大于标准电堆空气入口过量系数；当目标对象的工作功率增大时，实时或定时检测当前的电堆空气入口过量系数是否小于等于标准电堆空气入口过量系数；如果检测到的电堆空气入口过量系数小于等于标准电堆空气入口过量系数，则将当前的电堆空气入口过量系数调高至预设的电堆空气入口过量系数；其中，电堆空气入口过量系数为反应气体实际进气量与理论进气量的比值，标准电堆空气入口过量系数为在满足正常用电量的情况下，根据燃料电池需要提供的供电功率计算出的理论进气量与实际进气量的比值。
[0004] 中国专利申请文献CN109830716B中，公开了一种燃料电池电压控制方法，应用于燃料电池控制系统，燃料电池控制系统包括用于向燃料电池的阴极入口输入反应气体的空压机和用于使反应气体在燃料电池的阴极入口和燃料电池的阴极出口循环的循环泵，空压机和循环泵配合还用以调节燃料电池的阴极的气体电堆空气入口过量系数和气体再循环率，控制方法包括：S10，获得燃料电池的工作电压值；S21，当工作电压值大于预设上限电压值时，减小气体电堆空气入口过量系数，以使燃料电池的工作电压值不大于预设上限电压值；S22，根据减小后的气体电堆空气入口过量系数增大气体再循环率，以使燃料电池的反应气体通过量在预设范围内；其中，根据减小后的气体电堆空气入口过量系数增大气体再循环率包括：根据物质守恒模型调整气体再循环率。
[0005] 现有技术至少存在以下不足：
[0006] 1.未考虑电堆失水速率与产水速率的差值，也未考虑空气路的压力，导致得到的性能不是最优的；
[0007] 2. 未考虑电堆空气入口压力与电堆空气入口过量系数超出空压机喘振线或阻塞线的关系，导致得到的性能不是最优的；
[0008] 3. 未设置考虑与系统净功率相关的目标函数及对电堆空气入口压力与电堆空气入口过量系数的影响，导致得到的性能不是最优的。
发明内容
[0009] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制方法及系统，通过实时采集冷却液出口温度，并实时计算燃料经济性最佳的电堆空气入口过量系数与电堆空气入口压力，并通过计算的目标电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力去控制空压机转速，以确保系统在安全运行的前提下经济性最优，使用寿命更长久。
[0010] 本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制方法，包括如下步骤：
[0011] S1：判断电堆出水温度是否大于第一预设阈值，电堆出水温度为冷却液在电堆出口的温度；
[0012] S2：如果电堆出水温度大于第一预设阈值，计算电堆产水速率，计算电堆失水速率，计算电堆失水速率与电堆产水速率的差值；
[0013] S3：判断电堆失水速率与电堆产水速率的差值是否大于第二预设阈值；
[0014] S4：如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值不大于第二预设阈值，返回步骤S1；如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值大于第二预设阈值，执行步骤S5；
[0015] S5：调整目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数；（调整前的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数的初始值由燃料电池系统预设的）；
[0016] S6：判断目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数是否超出空压机喘振线或阻塞线；
[0017] S7：如果目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数超出空压机喘振线或阻塞线，执行步骤S5；如果目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数未超出空压机喘振线或阻塞线，判断目标电堆空气入口压力是否超出电堆约束边界，如果目标电堆空气入口压力未超出电堆约束边界，执行步骤S8；如果目标电堆空气入口压力超出电堆约束边界，返回步骤S5；
[0018] S8：以调整后的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数计算电堆失水速率与电堆产水速率的差值，判断重新计算的电堆失水速率与电堆产水速率的差值是否大于第二预设阈值，如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值大于第二预设阈值，执行步骤S5；如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值不大于第二预设阈值，执行步骤S9；
[0019] S9：将系统经济最优函数作为目标函数，计算目标函数J值；系统经济最优函数考虑系统净功率、系统毛功率、电堆电压和电堆片数；所述目标函数J值采用如下公式计算：
[0020]
[0021] 其中，
[0022] PNET为系统净功率，为系统能够向外部提供的总功率；
[0023] PGROSS为系统毛功率，为电堆产生的总功率；
[0024] USTACK为电堆电压，电堆电压可以采用电堆基础电压作为电堆电压，也可以在电堆基础电压上考虑电堆性能偏差电压作为电堆电压；
[0025] N为电堆片数；
[0026] S10：判断是否完成预设范围内的电堆空气入口压力与电堆空气入口过量系数的所有遍历，如果未完成所有遍历，执行步骤S5；如果完成所有遍历，执行步骤S11；
[0027] S11：比较每次遍历计算的目标函数J值，确认最小目标函数J值对应的电堆空气入口过量系数与电堆空气入口压力，将最小所述目标函数J值对应的所述电堆空气入口过量系数与所述电堆空气入口压力作为最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数，通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数控制空压机转速，空压机转速通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数查表获得。
[0028] 优选地，第一预设阈值为85oC。
[0029] 优选地，第二预设阈值为0。
[0030] 优选地，电堆产水速率通过如下公式计算：
[0031]
[0032] 其中，
[0033] N为电堆片数；
[0034] I为电堆电流；
[0035] F为法拉第常数；
[0036] M_H2O为水的摩尔质量。
[0037] 优选地，电堆电流由系统内置电流传感器采集获得。
[0038] 优选地，电堆失水速率通过如下公式计算：
[0039] ；
[0040] 其中，
[0041] 为电堆阴极出口饱和蒸气压；
[0042] 为电堆空气出口压力；
[0043] 为电堆空气出口流量。
[0044] 优选地，电堆阴极出口饱和蒸气压基于电堆冷却液出口温度查询预设在燃料电池系统（包括燃料电池组FCU）内部的温度对应的饱和蒸气压获得，电堆冷却液出口温度由系统内置温度传感器采集发送给燃料电池组而获得。
[0045] 优选地，电堆空气出口压力通过下式计算获得：
[0046] ；
[0047] 其中，
[0048] 为电堆空气入口压力；
[0049] dp为电堆流阻。
[0050] 优选地，电堆空气入口压力由系统内置压力传感器采集，电堆流阻基于空压机入口处的空气流量计采集获得的流量查询预设在FCU内部的电堆流阻获得。
[0051] 优选地，电堆空气出口流量通过下式计算获得：
[0052]
[0053] 其中，
[0054] 为电堆空气入口流量；
[0055] 为氧气消耗流量。
[0056] 优选地，电堆空气入口流量由系统内置流量计采集，氧气消耗流量通过如下公式计算：
[0057]
[0058] 其中，
[0059] M_O2为氧气的摩尔质量。
[0060] 优选地，系统净功率通过如下公式计算：
[0061] ；
[0062] 其中，
[0063] PACP为空压机功率；
[0064] PHRB为循环泵功率；
[0065] PWCP为水泵功率。
[0066] 优选地，系统毛功率通过如下公式计算得到：
[0067] ；
[0068] 其中，
[0069] USTACK为电堆电压；
[0070] I为电堆电流。
[0071] 优选地，电堆电流通过用于燃料电池电动汽车的DC/DC转换器（DCF）内部电流传感器采集获得，电堆电压通过如下公式计算：
[0072] ；
[0073] 其中，
[0074] UBASE为电堆基础电压；
[0075] UDelta为电堆性能偏差电压。
[0076] 优选地，电堆基础电压预设到燃料电池组控制器RAM区，通过电堆实测的电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力的函数关系曲线拟合获得电堆性能偏差电压的如下计算公式：
[0077] ；
[0078] 其中，
[0079] Stoic为目标电堆空气入口过量系数；
[0080] Prs为目标电堆空气入口压力；
[0081] a1、a2、b1、b2、c1和c2为曲线拟合获得的电堆性能偏差电压计算公式的常数；
[0082] 所述电堆性能偏差电压通过实测的电堆电压与电堆基础电压的差值得到，通过电堆实测的电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力的函数关系曲线采用最小二乘法拟合获得电堆性能偏差电压，也可以采用其他拟合方法进行拟合。
[0083] 优选地，循环泵功率由循环泵燃料电池组控制器采集并反馈给燃料电池组，水泵功率由水泵燃料电池组控制器采集并反馈给燃料电池组。
[0084] 优选地，空压机功率通过如下公式计算得到：
[0085]
[0086] 其中：
[0087] PACP为空压机功率；
[0088] CP为空气比热容常数;
[0089] γ为空气绝热指数常数；
[0090] T1为空压机入口温度，由空压机入口进气温度传感器采集获得；
[0091] Pr为空压机目标压缩比；
[0092] EACP为空压机效率；
[0093] 为电堆空气入口流量。
[0094] 优选地，空压机等效率曲线通过空压机实测后，预设到燃料电池系统控制器，燃料电池系统通过电堆空气入口目标流量和空压机目标压缩比实时在燃料电池系统控制器索引对应空压机效率值EACP，具体通过如下方法得到：
[0095]
[0096] 其中，
[0097] 为电堆空气入口目标流量；
[0098] ；
[0099] M为空气摩尔质量；
[0100] 为环境压力，通过环境压力传感器采集获得。
[0101] 优选地，所述预设范围为预设的目标电流对应的初始电堆空气入口过量系数正负0.3和初始电堆空气入口压力正负20kPa内。
[0102] 本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制系统，包括燃料电池系统控制器，所述燃料电池系统控制器使用上述的任一最优燃料电池系统性能控制方法进行最优燃料电池系统性能控制。
[0103] 与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
[0104] 本发明通过实时采集冷却液出口温度，并实时计算燃料经济性最佳的电堆空气入口过量系数与电堆空气入口压力，并通过计算的目标电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力去控制空压机转速，以确保系统在安全运行的前提下经济性最优，使用寿命更长久，控制方法具有高鲁棒性，燃料电池组控制器具有高性能的特点。
附图说明
[0105] 图1为本发明的一个实施例的燃料电池系统架构主要部件连接示意图，图中未示出全部的本发明中需要用到该架构中的用于采集数据的传感器；
[0106] 图2为本发明的一个实施例的最优燃料电池系统性能控制方法流程图；
[0107] 图3为本发明的一个实施例的电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数的函数关系曲线；该图为电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力关系曲线在电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数坐标系中的投影；其中，电堆空气入口过量系数无量纲；
[0108] 图4为本发明的一个实施例的电堆性能偏差电压与电堆空气入口压力的函数关系曲线；该图为电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力关系曲线在电堆性能偏差电压与电堆空气入口压力坐标系中的投影；
[0109] 图5为本发明的一个实施例的空压机等效率曲线与空压机压缩比和电堆空气入口流量的函数关系曲线示意图，其中，空压机压缩比无量纲。
[0110] 图1中，1‑散热风扇，2‑冷却水泵，3‑冷却三通阀，4‑空滤，5‑空压机，6‑中冷器，7‑电堆。
具体实施方式
[0111] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
[0112] 参照图1‑2，本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制方法，包括如下步骤：
[0113] S1：判断电堆出水温度是否大于第一预设阈值，电堆出水温度为冷却液在电堆出口的温度；
[0114] S2：如果电堆出水温度大于第一预设阈值，计算电堆产水速率，计算电堆失水速率，计算电堆失水速率与电堆产水速率的差值；
[0115] S3：判断电堆失水速率与电堆产水速率的差值是否大于第二预设阈值；
[0116] S4：如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值不大于第二预设阈值，返回步骤S1；如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值大于第二预设阈值，执行步骤S5；
[0117] S5：调整目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数；（调整前的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数的初始值由燃料电池系统预设的）；
[0118] S6：判断目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数是否超出空压机喘振线或阻塞线；
[0119] S7：如果目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数超出空压机喘振线或阻塞线，执行步骤S5；如果目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数未超出空压机喘振线或阻塞线，判断目标电堆空气入口压力是否超出电堆约束边界，如果目标电堆空气入口压力未超出电堆约束边界，执行步骤S8；如果目标电堆空气入口压力超出电堆约束边界，返回步骤S5；
[0120] S8：以调整后的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数计算电堆失水速率与电堆产水速率的差值，判断重新计算的电堆失水速率与电堆产水速率的差值是否大于第二预设阈值，如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值大于第二预设阈值，执行步骤S5；如果电堆失水速率与电堆产水速率的差值不大于第二预设阈值，执行步骤S9；
[0121] S9：将系统经济最优函数作为目标函数，计算目标函数J值；系统经济最优函数考虑系统净功率、系统毛功率、电堆电压和电堆片数；所述目标函数J值采用如下公式计算：
[0122]
[0123] 其中，
[0124] PNET为系统净功率，为系统能够向外部提供的总功率；
[0125] PGROSS为系统毛功率，为电堆产生的总功率；
[0126] USTACK为电堆电压，电堆电压可以采用电堆基础电压作为电堆电压，也可以在电堆基础电压上考虑电堆性能偏差电压作为电堆电压；
[0127] N为电堆片数；
[0128] S10：判断是否完成预设范围内的电堆空气入口压力与电堆空气入口过量系数的所有遍历，如果未完成所有遍历，执行步骤S5；如果完成所有遍历，执行步骤S11；
[0129] S11：比较每次遍历计算的目标函数J值，确认最小目标函数J值对应的电堆空气入口过量系数与电堆空气入口压力，将最小所述目标函数J值对应的所述电堆空气入口过量系数与所述电堆空气入口压力作为最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数，通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数控制空压机转速，空压机转速通过最终确定的燃料电池系统的目标电堆空气入口压力与目标电堆空气入口过量系数查表获得。
[0130] 根据本发明的一个具体实施方案，第一预设阈值为85oC。
[0131] 根据本发明的一个具体实施方案，第二预设阈值为0。
[0132] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆产水速率通过如下公式计算：
[0133]
[0134] 其中，
[0135] N为电堆片数；
[0136] I为电堆电流；
[0137] F为法拉第常数；
[0138] M_H2O为水的摩尔质量。
[0139] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆电流由系统内置电流传感器采集获得。
[0140] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆失水速率通过如下公式计算：
[0141] ；
[0142] 其中，
[0143] 为电堆阴极出口饱和蒸气压；
[0144] 为电堆空气出口压力；
[0145] 为电堆空气出口流量。
[0146] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆阴极出口饱和蒸气压基于电堆冷却液出口温度查询预设在燃料电池组内部的温度对应的饱和蒸气压获得，电堆冷却液出口温度由系统内置温度传感器采集发送给燃料电池组而获得。
[0147] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆空气出口压力通过下式计算获得：
[0148] ；
[0149] 其中，
[0150] 为电堆空气入口压力；
[0151] dp为电堆流阻。
[0152] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆空气入口压力由系统内置压力传感器采集，电堆流阻基于空压机入口处的空气流量计采集获得的流量查询预设在FCU内部的电堆流阻获得。
[0153] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆空气出口流量通过下式计算获得：
[0154]
[0155] 其中，
[0156] 为电堆空气入口流量；
[0157] 为氧气消耗流量。
[0158] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆空气入口流量由系统内置流量计采集，氧气消耗流量通过如下公式计算：
[0159]
[0160] 其中，
[0161] M_O2为氧气的摩尔质量。
[0162] 根据本发明的一个具体实施方案，系统净功率通过如下公式计算：
[0163] ；
[0164] 其中，
[0165] PACP为空压机功率；
[0166] PHRB为循环泵功率；
[0167] PWCP为水泵功率。
[0168] 根据本发明的一个具体实施方案，系统毛功率通过如下公式计算得到：
[0169] ；
[0170] 其中，
[0171] USTACK为电堆电压。
[0172] 根据本发明的一个具体实施方案，电堆电压通过如下公式计算：
[0173] ；
[0174] 其中，
[0175] UBASE为电堆基础电压；
[0176] UDelta为电堆性能偏差电压。
[0177] 根据本发明的一个具体实施方案，参照图3‑4，电堆基础电压预设到燃料电池组控制器RAM区，通过电堆实测的电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力的函数关系曲线拟合获得电堆性能偏差电压的如下计算公式：
[0178] ；
[0179] 其中，
[0180] Stoic为目标电堆空气入口过量系数；
[0181] Prs为目标电堆空气入口压力；
[0182] a1、a2、b1、b2、c1和c2为曲线拟合获得的电堆性能偏差电压计算公式的常数；
[0183] 所述电堆性能偏差电压通过实测的电堆电压与电堆基础电压的差值得到，通过电堆实测的电堆性能偏差电压与电堆空气入口过量系数和电堆空气入口压力的函数关系曲线采用最小二乘法拟合获得电堆性能偏差电压，也可以采用其他拟合方法进行拟合。
[0184] 根据本发明的一个具体实施方案，循环泵功率由循环泵燃料电池组控制器采集并反馈给燃料电池组，水泵功率由水泵燃料电池组控制器采集并反馈给燃料电池组。
[0185] 根据本发明的一个具体实施方案，参照图5，空压机功率通过如下公式计算得到：
[0186]
[0187] 其中：
[0188] PACP为空压机功率；
[0189] CP为空气比热容常数;
[0190] γ为空气绝热指数常数；
[0191] T1为空压机入口温度，由空压机入口进气温度传感器采集获得；
[0192] Pr为空压机目标压缩比；
[0193] EACP为空压机效率；
[0194] 为电堆空气入口流量。
[0195] 根据本发明的一个具体实施方案，空压机等效率曲线通过空压机实测后，预设到燃料电池系统控制器，燃料电池系统通过电堆空气入口目标流量和空压机目标压缩比实时在燃料电池系统控制器索引对应空压机效率值EACP，具体通过如下方法得到：
[0196]
[0197] 其中，
[0198] 为电堆空气入口目标流量；
[0199] ；
[0200] M为空气摩尔质量；
[0201] 为环境压力，通过环境压力传感器采集获得。
[0202] 根据本发明的一个具体实施方案，所述预设范围为预设的目标电流对应的初始电堆空气入口过量系数正负0.3和初始电堆空气入口压力正负20kPa内。
[0203] 本发明提供了一种最优燃料电池系统性能控制系统，包括燃料电池系统控制器，所述燃料电池组控制器使用上述的任一最优燃料电池系统性能控制方法进行最优燃料电池系统性能控制。
[0204] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
