[发明专利]一种燃料电池电堆冷却系统控制方法及燃料电池控制器

说明书

本申请涉及燃料电池汽车领域，特别涉及一种燃料电池电堆冷却系统控制方法及燃料电池控制器。燃料电池电堆冷却系统控制方法包括：分别计算冷却水泵的转速目标值、电子节温器的开度目标值和散热风机的转速目标值，控制所述冷却水泵的转速、电子节温器的开度和散热风机的转速趋近所述冷却水泵的转速目标值、电子节温器的开度目标值和散热风机的转速目标值。本申请提供的方法通过电堆冷却系统零部件的控制，能够减小电堆温度的波动，进而提高电堆的发电效率，避免相关零部件频繁启停，提高整个系统的可靠性，延长电堆寿命。

技术领域

本申请涉及燃料电池汽车领域，特别涉及一种燃料电池电堆冷却系统控制方法及燃料电池控制器。

背景技术

近年来，新能源汽车发展迅猛，燃料电池汽车得到了长足的发展。燃料电池汽车的工作原理是氢燃料与氧气发生氧化还原反应产生电能带动电动机工作，燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，其能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。随着技术进步及产品推广需要，燃料电池系统从辅助动力电池驱动车辆到主要由燃料电池系统来驱动车辆，这样势必对燃料电池电堆的可靠性提出更高要求，电堆温度显著影响了其发电效率和可靠性，如何保证燃料电池电堆工作期间的温度适宜和稳定，成为了目前急需解决的问题。

现有技术一般采用设定温度上下限的开环控制方法，存在电堆冷却系统相关零部件频繁启停的问题，影响系统寿命，且电堆温度波动较大，影响电堆的发电效率和寿命；另外这种控制方法无法实时根据电堆电流动态控制电堆温度，也无法根据外界环境(如环境温度、大气压)的变化实时调整散热系统相关零部件的参数。

因此，有必要开发一种能够减小电堆温度波动的燃料电池电堆冷却系统控制方法。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池电堆冷却系统控制方法，以解决相关技术中电堆冷却系统零部件频繁启停、电堆温度波动较大等问题。

第一方面，本申请提供一种燃料电池电堆冷却系统控制方法，应用于燃料电池控制器，包括：

根据燃料电池电堆的输出电流设定值、冷却液进堆温度和冷却液出堆温度计算得到冷却水泵的转速目标值；所述燃料电池电堆的输出电流设定值为任意设置的燃料电池电堆的输出电流；

根据燃料电池电堆的输出电流设定值、冷却液出堆温度和电子节温器的当前实际开度计算得到电子节温器的开度目标值；

根据燃料电池电堆的输出电流设定值、环境温度、大气压和冷却液出堆温度计算得到散热风机的转速目标值；

控制所述冷却水泵的转速、电子节温器的开度和散热风机的转速趋近所述冷却水泵的转速目标值、电子节温器的开度目标值和散热风机的转速目标值。

一些实施例中，所述根据燃料电池电堆的输出电流设定值、冷却液进堆温度和冷却液出堆温度计算得到冷却水泵的转速目标值，包括：

根据所述燃料电池电堆的输出电流设定值、冷却液进堆温度和冷却液出堆温度得到冷却水泵的转速调节值；

根据所述燃料电池电堆的输出电流设定值、燃料电池电堆的输出电流设定值与冷却水泵的转速前馈值之间的第三预设关系，得到冷却水泵的转速前馈值；

将所述冷却水泵的转速调节值与冷却水泵的转速前馈值相加，，即得到冷却水泵的转速目标值。

一些实施例中，所述根据燃料电池电堆的输出电流设定值、冷却液进堆温度和冷却液出堆温度得到冷却水泵的转速调节值，包括：

根据所述燃料电池电堆的输出电流设定值、燃料电池电堆的输出电流设定值与冷却液进出堆温差目标值之间的第一预设关系，得到冷却液进出堆温差目标值；

计算冷却液进堆温度和冷却液出堆温度的差值，得到冷却液进出堆温差实际值；