燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法技术

提供了燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法。该方法包括比较得出的温度值与预定的温度标准以及比较燃料电池堆的所需输出值与预定的输出标准，该得出的温度值包括燃料电池的冷却水温度或燃料电池堆的估测温度。然后当得出的温度值大于温度标准时或当所需输出值大于输出标准时，使冷却水泵工作在正常模式。另外，当得出的温度值小于温度标准时且同时当所需输出值小于输出标准时，使冷却水泵工作在停止模式。

Method for controlling cooling water pump of fuel cell vehicle

A method of controlling a cooling water pump for a fuel cell vehicle is provided. The method includes comparing the temperature value and temperature of predetermined standard and comparison of fuel cell stack to output and output a predetermined standard, that the temperature value of the temperature estimation of the temperature of the cooling water or fuel cell includes a fuel cell stack. Then, when the temperature value is greater than the temperature standard or when the required output value is greater than the output standard, the cooling water pump is operated in normal mode. In addition, when the temperature value is smaller than the temperature standard, and when the required output value is smaller than the output standard, the cooling water pump is operated in the stop mode.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法
本专利技术涉及燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法，其中，基于燃料电池车辆的电池堆温度和所需输出更精确地控制冷却水泵的开/关和每分钟转数(RPM)，以防止淹没所述燃料电池车辆以及改善电池堆的加速响应和电池温度均匀性。
技术介绍
燃料电池是通过氢和氧之间的电化学反应发电的装置，并且燃料电池与常规的发电方法相比具有高效率和最小的排放污染。一般而言，在这种燃料电池中，将氢供应至阳极，将包含氧的氧化物气体供应至印记，以及电子由于反应而移动通过电解质膜从而产生电力。具体地，由于这种放热反应，燃料电池生成反应热。燃料电池模块的温度升高了通过这种方法生成的热值，并且燃料电池的性能会由于燃料电池的单元电池的退化而降低。具体地，在燃料电池中，应用至中等和小型电容的质子交换膜(PEM)类燃料电池具有约60℃至80℃的工作温度，进行冷却和放热以保持燃料电池的效率和稳定性，并需要冷却装置来调节温度以用于回收过量的热或在启动期间供应热。这种燃料电池冷却装置可包括空气冷却装置或配置为供应冷却水的水冷却装置，以驱散燃料电池模块生成的热。然而，在这种情况下，由燃料电池模块生成的反应热不能被主动调节，且这种燃料电池冷却装置可能难以有效应对由燃料电池的负荷变化引起的温度变化。进一步地，对于包括对冷却水进行冷却的热交换器的系统，当热交换器的性能降低时，可能难以稳定地驱动冷却系统。因此，为了稳定地驱动燃料电池，需要可有效应对燃料电池模块的温度变化的冷却装置。已经开发了用于有效冷却燃料电池车辆的各种方法。例如，现有技术中的方法提供了以下方法：其延长了车辆的限制电流到达时间以改善当堆内的温度升高时堆内的输出稳定性，并改善引入高温冷却水的离子过滤器的耐用性。然而，甚至使用以上方法，由于燃料电池车辆的冷却系统的无效引起的淹没仍可能发生，并且在燃料电池车辆的低温状态下，燃料电池堆的温度不能精确确定，因而控制燃料电池冷却系统的效率可能降低。以上描述被提供以帮助理解本专利技术的背景，并且不应当被解释为本领域技术人员所述已知的常规技术。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法，其可以防止燃料电池的温度在燃料电池车辆行驶期间降低，最小化燃料效率的损失，将燃料电池堆的温度升高至目标温度，以及保持升高的温度。根据本专利技术，可通过提供燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法实现以上和其他目的，该控制方法包括：通过控制器比较得出的温度值与预定的温度标准，该得出的温度值包括燃料电池的冷却水温度或燃料电池堆的估测温度；通过控制器比较燃料电池堆的所需输出值与预定的输出标准；当得出的温度值大于温度标准时或当所需输出值大于输出标准时，通过控制器使燃料电池的冷却水泵以正常模式工作；以及当得出的温度值小于温度标准时且同时所需输出值小于输出标准时，通过控制器使燃料电池的冷却水泵工作在停止模式。在得出的温度值与预定的温度标准的比较和所需输出值与预定的输出标准的比较中，控制器可配置为准备多个温度标准和多个输出标准，并将得出的温度值和所需输出值分别与温度标准和输出标准比较。另外，在冷却水泵工作在正常模式和冷却水泵工作在停止模式中，控制器可配置为当得出的温度值或所需输出值相对高时使冷却水泵工作在正常模式，并当得出的温度值和所需输出值相对低时使冷却水泵工作在停止模式。控制器可被进一步配置为在得出的温度值与预定的温度标准的比较中，比较得出的温度值与第一温度标准和小于第一温度标准的第二温度标准，以及在所需输出值与预定的输出标准的比较中，比较所需输出与第一输出标准和小于第一输出标准的第二输出标准。在冷却水泵以正常模式工作中，控制器可被配置为当得出的温度值大于第一温度标准时，当得出的温度值大于第二温度标准且所需输出值大于第二输出标准时，或当所需输出值小于第一输出标准时，以正常模式操作燃料电池的冷却水泵，且在正常模式下，控制器可配置为释放对燃料电池的输出的限制或使用燃料电池的冷却水温度操作冷却水泵。此外，在冷却水泵以停止模式工作中，控制器可配置为当得出的温度值小于第一温度标准且所需输出值小于第二输出标准时或当得出的温度值小于第二温度标准且所需输出值小于第一输出标准时，操作燃料电池的冷却水泵。冷却水泵在停止模式下工作可以包括当得出的温度值小于第二温度标准且所需输出值大于第二输出标准并小于第一输出标准时，以最小RPM模式操作燃料电池的冷却水泵。控制方法可进一步包括在以停止模式操作冷却水泵之后，当燃料电池满足泵重启条件时，通过控制器以重启模式操作燃料电池的冷却水泵。泵重启条件可以是燃料电池堆的估测温度超过大于第一温度标准的第三温度标准。泵重启条件可以是燃料电池车辆所需的扭矩超过预定限制的扭矩。另外，泵重启条件可以是燃料电池的热值超过预定的限制热值。泵重启条件可以是燃料电池堆的所需输出值大于第二输出标准且燃料电池堆的估测温度超过大于第二温度标准的第四温度标准。进一步地，泵重启条件可以是冷却水泵的停止模式保持时间超过预定的泵启动参考时间。泵启动参考时间可以随着在冷却水泵的停止模式中生成的燃料电池的电池电压偏差的频率升高而逐渐降低。泵启动参考时间可以随着在冷却水泵的停止模式中生成的燃料电池的电流的频率升高而逐渐降低。泵启动参考时间可以随着在冷却水泵的停止模式中生成的燃料电池的高电压暴露量的频率升高而逐渐降低。在重启模式中，控制器可配置为将燃料电池的输出限制至预定的输出限制值。除此之外，控制器可配置为使用燃料电池的冷却水的较大输出值和燃料电池堆的估测温度操作冷却水泵。控制方法可进一步包括在以重启模式操作冷却水泵之后，当燃料电池满足正常模式进入条件时，通过控制器操作燃料电池的冷却水泵以进入正常模式。正常模式进入条件可以是冷却水泵的RPM是预定的正常RPM标准或更高且冷却水温度是预定的正常温度标准或更高。可使用以下等式获得堆的估测温度。(numberofcells：电池数)其中，T是燃料电池堆的估测温度值，Q是热值，M是热容，Tinit是燃料电池堆的初始温度，Vihv是对应于较低热值的单元电池电压，Vs是燃料电池的总电压值，Ifinal是燃料电池的电流值，q是通过氢跨越在氢与氧之间的直接反应的热值，以及在以上等式中，燃料电池的电流值、通过氢跨越在氢与氧之间的直接反应的热值或燃料电池的总电压值可基于燃料电池的操作状态改变。附图说明通过以下结合附图进行的详细描述，将更明确地理解本专利技术的以上和其他目标、特征和其他优点，附图中：图1是示出了根据本专利技术的一个示例性实施方式的燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法的流程图；图2是根据本专利技术的一个示例性实施方式的燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法的框图；以及图3是示出了根据本专利技术的一个示例性实施方式的根据燃料电池车辆的得出的温度值和所需输出的操作模式的图示。具体实施方式应当理解，本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船和船舶的船只；飞机等；并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他代用燃料车辆(例如，源自除石油之外的资源的燃料)。如本文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法，包括：通过控制器比较得出的温度值与预定的温度标准，所述得出的温度值包括燃料电池的冷却水温度或所述燃料电池的堆的估测温度；通过所述控制器比较所述燃料电池的所述堆的所需输出值与预定的输出标准；当所述得出的温度值大于所述预定的温度标准时或当所述所需输出值大于所述预定的输出标准时，通过所述控制器以正常模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵；以及当所述得出的温度值小于所述预定的温度标准时且同时所述所需输出值小于所述预定输出标准时，通过所述控制器以停止模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵。

【技术特征摘要】
2015.12.14 KR 10-2015-01786371.一种燃料电池车辆的冷却水泵的控制方法，包括：通过控制器比较得出的温度值与预定的温度标准，所述得出的温度值包括燃料电池的冷却水温度或所述燃料电池的堆的估测温度；通过所述控制器比较所述燃料电池的所述堆的所需输出值与预定的输出标准；当所述得出的温度值大于所述预定的温度标准时或当所述所需输出值大于所述预定的输出标准时，通过所述控制器以正常模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵；以及当所述得出的温度值小于所述预定的温度标准时且同时所述所需输出值小于所述预定输出标准时，通过所述控制器以停止模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中：在所述得出的温度值与所述预定的温度标准的比较和所述所需输出值与所述预定的输出标准的比较中，所述控制器被配置为准备多个温度标准和多个输出标准并将所述得出的温度值和所述所需输出值与所述多个温度标准和所述多个输出标准比较；以及在以所述正常模式操作所述冷却水泵和以所述停止模式操作所述冷却水泵中，所述控制器被配置为当所述得出的温度值或所述所需输出值相对高时以所述正常模式操作所述冷却水泵，以及当所述得出的温度值和所述所需输出值相对低时以所述停止模式操作所述冷却水泵。3.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述控制器被配置为在所述得出的温度值与所述预定的温度标准的比较中，比较所述得出的温度值与第一温度标准和小于所述第一温度标准的第二温度标准，以及在所述所需输出值与所述预定的输出标准的比较中，比较所述所需输出值与第一输出标准和小于所述第一输出标准的第二输出标准。4.根据权利要求3所述的控制方法，其中：在以所述正常模式操作所述冷却水泵中，所述控制器被配置为当所述得出的温度值大于所述第一温度标准时，当所述得出的温度值大于所述第二温度标准且所述所需输出值大于所述第二输出标准时，或当所述所需输出值小于所述第一输出标准时，以所述正常模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵；以及在所述正常模式中，所述控制器被配置为释放所述燃料电池的输出的限制或使用所述燃料电池的所述冷却水温度操作所述冷却水泵。5.根据权利要求3所述的控制方法，其中，在以所述停止模式操作所述冷却水泵中，所述控制器被配置为当所述得出的温度值小于所述第一温度标准且所述所需输出值小于所述第二输出标准或当所述得出的温度值小于所述第二温度标准且所述所需输出值小于所述第一输出标准时，以所述停止模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵。6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，以所述停止模式操作所述冷却水泵包括：当所述得出的温度值小于所述第二温度标准且所述所需输出值大于所述第二输出标准并小于所述第一输出标准时，通过所述控制器以最小每分钟转数(RPM)模式操作所述燃料电池的所述冷却水泵。7.根据权利要求3所述的控制方法，进一步包括在以所述停止模式操作所述冷却水泵之后，当所述燃料电池满足泵重启条件时，通过所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：权相旭，金善鹤，尹圣坤，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR