本发明专利技术公开了燃料电池低温冷却系统设计方法、装置、介质及设备，该方法包括：获取冷却系统中的每个零部件的流量需求及对应的压降；设计初始冷却水路及选定水泵的参数和散热器的型号；对初始冷却水路进行流量和压降仿真，获得每个零部件的仿真流量；若其中一个零部件的仿真流量小于零部件对应的预设流量，则调整初始冷却水路；获得与初始冷却水路的总仿真流量对应的散热功率，若散热功率大于散热器的额定散热量，则重新选择散热器的型号；获得逆变器和DC/DC电源模块的出口水温，根据逆变器的出口水温和DC/DC电源模块的进口水温，调整初始冷却水路。本发明专利技术在满足零部件散热需求的同时，使水泵和散热器性能达到最合理的使用和配置。置。置。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池低温冷却系统设计方法、装置、介质及设备
[0001]本专利技术属于汽车控制
，更具体地，涉及一种燃料电池低温冷却系统设计方法、装置、介质及设备。
技术介绍
[0002]燃料电池汽车低温散热零部件主要包括：空压机，中冷器，空压机逆变器，DC/DC及电机，在设计散热系统时，有以下几个要点：
①
系统中的流量需要满足每个零部件的散热需求。
②
水泵的扬程需要满足整个系统的压降。
③
散热器的散热功率能满足系统各零部件的需求。
④
零部件的进出口水温能在各零部件要求的范围内。
[0003]随着燃料电池技术的发展，保证燃料电池附件的散热需求成为燃料电池的众多课题之一，现有的方法中有的采用将所有零部件串联在一起的方式，这种方式因压降大流量相对较小，因此对水泵及散热器性能要求较高，在现有完全并联的方式中往往因水泵的扬程不够而增加一个水泵。有的采用单独将电机作为一个散热系统，将中冷器，空压机，空压机逆变器，DC/DC串联并作为一个散热系统的方式。有的将电机和燃料电池附件作为两套散热系统进行设计，这种方式增加了零部件数量，包括：两个散热器，两个水泵和两个水罐，这种方式既不利于燃料电池系统的集成化，也不利于前机舱的布置。
[0004]综上，特别需要一种在满足零部件散热需求的同时，使水泵和散热器性能达到最合理的使用和配置，且系统高度集成化的冷却系统。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提出一种在满足零部件散热需求的同时，使水泵和散热器性能达到最合理的使用和配置，且系统高度集成化的燃料电池低温冷却系统设计方法、装置、介质及电子设备。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种燃料电池低温冷却系统设计方法，冷却系统包括：散热器、水泵、电机、逆变器、DC/DC电源模块、中冷器和空压机，包括：步骤1：获取冷却系统中的每个零部件的流量需求及对应的压降；步骤2：根据每个零部件的流量需求和压降，设计初始冷却水路及选定水泵的参数和散热器的型号；步骤3：输入所述水泵的参数，对所述初始冷却水路进行流量和压降仿真，获得每个零部件的仿真流量；步骤4：若其中一个零部件的仿真流量小于所述零部件对应的预设流量，则调整所述初始冷却水路；步骤5：基于所述散热器的流量散热功率曲线图，获得与所述初始冷却水路的总仿真流量对应的散热功率，若所述散热功率大于所述散热器的额定散热量，则重新选择所述散热器的型号；步骤6：基于所述水泵的出口水温，获得所述逆变器和DC/DC电源模块的出口水温，根据所述逆变器的出口水温和DC/DC电源模块的进口水温，调整所述初始冷却水路。
[0007]优选地，所述电机作为初始冷却水路的第一支路，串联连接的逆变器和DC/DC电源模块作为初始冷却水路的第二支路，并联连接的中冷器和空压机作为初始冷却水路的第三支路，所述散热器和水泵作为初始冷却水路的主路；所述第一支路、第二支路和第三支路并
联连接，所述主路与并联后的第一支路、第二支路和第三支路串联连接；所述散热器的一端与所述水泵的一端连接，所述水泵的另一端分别与所述电机的一端、逆变器的一端、中冷器的一端和空压机的一端连接，所述逆变器的另一端与所述DC/DC电源模块的一端连接，所述电机的另一端、所述DC/DC电源模块的另一端、所述中冷器的另一端和空压机的另一端均与所述散热器的另一端连接。
[0008]优选地，所述步骤3包括：基于所述初始冷却水路，建立初始冷却水路的仿真模型；输入所述水泵的参数；基于所述仿真模型、水泵参数和每个零部件的流量需求及对应的压降，获得每个零部件的仿真流量。
[0009]优选地，所述步骤4包括：步骤401：针对每个零部件，比较所述零部件的仿真流量与其对应的预设流量；步骤402：若所述零部件的仿真流量小于其预设流量，则执行步骤403，若所述零部件的仿真流量大于或等于其预设流量，则执行步骤5；步骤403：判断所述初始冷却水路中的第一支路和第三支路是否在主路中；若所述第一支路和第三支路均不在主路中，则将所述第一支路或第三支路中调整至所述主路中，并返回步骤3；若所述第一支路和第三支路中的一个支路在主路中，则将不在主路中的支路调整至所述主路中，并返回步骤3；若所述第一支路和第三支路均在主路中，则重新选择水泵的参数，并返回步骤3。
[0010]优选地，所述步骤5包括：基于每个零部件的仿真流量，获得所述初始冷却水路的总仿真流量；基于所述散热器的流量散热功率曲线图，获得与所述初始冷却水路的总仿真流量对应的散热功率；若所述散热功率大于所述散热器的额定散热量，则根据所述散热功率，重新选择所述散热器的型号。
[0011]优选地，所述步骤6包括：基于所述水泵的出口水温，计算所述逆变器的出口水温；基于所述逆变器的出口水温，计算所述DC/DC电源模块的出口水温；若所述逆变器的出口水温低于所述DC/DC电源模块要求的进口水温，在第三支路中，将所述DC/DC电源模块调整至所述逆变器的前端。
[0012]优选地，采用下述公式计算零部件的出口水温：
[0013]t
出
＝t
入
+Δt
[0014][0015]其中，t
出
为零部件的出口温度，t
入
为零部件的入口温度，也是冷却水路中与所述零部件相邻的前端零部件的出口温度，Δt为零部件的温升，Qc为零部件发热量，qc为零部件水流量，Cc为冷却液比热，ρc冷却液密度。
[0016]第二方面，本专利技术还提供一种电子设备，存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述燃料电池低温冷却系统设计方法。
[0017]第三方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述燃料电池低温冷却系统设计方法。
[0018]第四方面，本专利技术还提供一种燃料电池低温冷却系统设计装置，冷却系统包括：散热器、水泵、电机、逆变器、DC/DC电源模块、中冷器和空压机，包括：流量需求及压降获取模块：获取冷却系统中的每个零部件的流量需求及对应的压降；设计模块：根据每个零部件的流量需求和压降，设计初始冷却水路及选定水泵的参数和散热器的型号；仿真流量获取模
块：输入所述水泵的参数，对所述初始冷却水路进行流量和压降仿真，获得每个零部件的仿真流量；第一调整模块：若其中一个零部件的仿真流量小于所述零部件对应的预设流量，则调整所述初始冷却水路；散热器重新选择模块：基于所述散热器的流量散热功率曲线图，获得与所述初始冷却水路的总仿真流量对应的散热功率，若所述散热功率大于所述散热器的额定散热量，则重新选择所述散热器的型号；第二调整模块：基于所述水泵的出口水温，获得所述逆变器和DC/DC电源模块的出口水温，根据所述逆变器的出口水温和DC/DC电源模块的进口水温，调整所述初始冷却水路。
[0019]优选地，所述电机作为初始冷却水路的第一支路，串联连接的逆变器和DC/DC电源模块作为初本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池低温冷却系统设计方法，冷却系统包括：散热器、水泵、电机、逆变器、DC/DC电源模块、中冷器和空压机，其特征在于，包括：步骤1：获取冷却系统中的每个零部件的流量需求及对应的压降；步骤2：根据每个零部件的流量需求和压降，设计初始冷却水路及选定水泵的参数和散热器的型号；步骤3：输入所述水泵的参数，对所述初始冷却水路进行流量和压降仿真，获得每个零部件的仿真流量；步骤4：若其中一个零部件的仿真流量小于所述零部件对应的预设流量，则调整所述初始冷却水路；步骤5：基于所述散热器的流量散热功率曲线图，获得与所述初始冷却水路的总仿真流量对应的散热功率，若所述散热功率大于所述散热器的额定散热量，则重新选择所述散热器的型号；步骤6：基于所述水泵的出口水温，获得所述逆变器和DC/DC电源模块的出口水温，根据所述逆变器的出口水温和DC/DC电源模块的进口水温，调整所述初始冷却水路。2.根据权利要求1所述的燃料电池低温冷却系统设计方法，其特征在于，所述电机作为初始冷却水路的第一支路，串联连接的逆变器和DC/DC电源模块作为初始冷却水路的第二支路，并联连接的中冷器和空压机作为初始冷却水路的第三支路，所述散热器和水泵作为初始冷却水路的主路；所述第一支路、第二支路和第三支路并联连接，所述主路与并联后的第一支路、第二支路和第三支路串联连接；所述散热器的一端与所述水泵的一端连接，所述水泵的另一端分别与所述电机的一端、逆变器的一端、中冷器的一端和空压机的一端连接，所述逆变器的另一端与所述DC/DC电源模块的一端连接，所述电机的另一端、所述DC/DC电源模块的另一端、所述中冷器的另一端和空压机的另一端均与所述散热器的另一端连接。3.根据权利要求2所述的燃料电池低温冷却系统设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：基于所述初始冷却水路，建立初始冷却水路的仿真模型；输入所述水泵的参数；基于所述仿真模型、水泵参数和每个零部件的流量需求及对应的压降，获得每个零部件的仿真流量。4.根据权利要求3所述的燃料电池低温冷却系统设计方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤401：针对每个零部件，比较所述零部件的仿真流量与其对应的预设流量；步骤402：若所述零部件的仿真流量小于其预设流量，则执行步骤403，若所述零部件的仿真流量大于或等于其预设流量，则执行步骤5；步骤403：判断所述初始冷却水路中的第一支路和第三支路是否在主路中；若所述第一支路和第三支路均不在主路中，则将所述第一支路或第三支路中调整至所述主路中，并返回步骤3；若所述第一支路和第三支路中的一个支路在主路中，则将不在主路中的支路调整至所
述主路中，并返回步骤3；若所述第一支路和第三支路均在主路中，则重新选择水泵的参数，并返回步骤3。5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞洁，梁晨，原诚寅，
申请(专利权)人：北京新能源汽车技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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