[发明专利]一种燃料电池发动机热管理控制方法

说明书

本发明涉及发动机热管理技术领域，具体涉及一种燃料电池发动机热管理控制方法，系统包括：主散热回路、PTC加热回路、空气中冷回路、以及控制模块；主散热回路包括：依次连接的电堆、第二合流阀、水泵、节温器、散热器、第一合流阀、以及第二分流阀；PTC加热回路中的PTC加热器与散热器并联；空气中冷回路中的中冷器与电堆并联；方法包括：发动机低温启动阶段，控制模块控制水泵的运行，以驱动PTC加热回路中的冷却液流经PTC加热器，并控制PTC加热器对冷却液进行加热；发动机运行阶段，控制模块分别对水泵、节温器、散热风扇、PTC加热器、以及中冷器进行控制，以对燃料电池发动机进行热管理，本发明能够提高热管理系统响应速度、增强热管理系统可靠性。

技术领域

本发明涉及发动机热管理技术领域，具体涉及一种燃料电池发动机热管理控制方法。

背景技术

燃料电池汽车在运行过程中，其核心部件，电堆会产生大量的热量，通常是传统内燃机汽车的两倍，而考虑到电堆的性能以及寿命，需要使电堆温度保持在合适的范围(75-90℃)，因此对燃料电池的热管理系统提出了更高的要求。在启动、拉载、减载等复杂工况下，受水泵、散热风扇等零部件因素影响，会导致系统对冷却液温度的控制有一定的滞后性，增大电堆进出口冷却液温度的波动幅度，进而影响燃料电池发动机系统的动态响应性能及电堆的使用寿命。因此，快速精确的热管理系统控制策略对于燃料电池发动机系统及整车的高效、安全运行具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供一种燃料电池发动机热管理控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种燃料电池发动机热管理控制方法，应用于燃料电池发动机热管理控制系统，所述燃料电池发动机热管理控制系统包括：主散热回路、PTC加热回路、空气中冷回路、以及控制模块；

其中，所述主散热回路包括：依次连接的电堆、第二合流阀、水泵、节温器、散热器、第一合流阀、以及第二分流阀；

所述PTC加热回路包括：PTC加热器，所述PTC加热器与散热器并联；

所述空气中冷回路包括：中冷器，所述中冷器与电堆并联；

所述控制模块分别与水泵、节温器、散热风扇、PTC加热器、以及中冷器信号连接；

所述燃料电池发动机热管理控制方法包括：发动机低温启动阶段的控制方法和发动机运行阶段的控制方法；

所述发动机低温启动阶段的控制方法包括：

控制模块控制水泵的运行，以驱动所述PTC加热回路中的冷却液流经PTC加热器，并控制PTC加热器对冷却液进行加热，通过加热后的冷却液对电堆进行加热；

所述发动机运行阶段控制方法包括：

控制模块基于多信号协同控制策略，分别对水泵、节温器、散热风扇、PTC加热器、以及中冷器进行控制，以对所述燃料电池发动机进行热管理。

进一步，所述发动机运行阶段控制方法包括：

控制模块根据电堆电流、电堆进出口冷却液的温度确定所述水泵的目标转速；

控制模块通过PID控制器控制水泵按所述目标转速运行，以减小电堆进出口冷却液的温差；

其中，所述电堆入口冷却液的温度通过设置于所述电堆入口的第一温度传感器检测得到，所述电堆出口冷却液的温度通过设置于所述电堆出口的第二温度传感器检测得到。

进一步，所述发动机运行阶段控制方法包括：

控制模块根据电堆功率以及电堆出口的冷却液的温度确定节温器的目标开口大小；