一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法，包括以下步骤：利用温度传感器检测燃料电池堆冷却回路入口温度，并输入到控制器中，基于控制器实现散热风扇控制；散热风扇控制包括模糊逻辑自适应比例积分控制和前馈补偿控制，比例积分控制的增益参数由模糊逻辑算法自适应更新，燃料电池负载电流作为扰动并用于前馈补偿，同时风扇开度由总散热量需求和散热风扇数量决定；最后将控制器输出的控制信号输入到热管理子系统的执行器中，进行燃料电池堆冷却入口温度控制。本发明专利技术提出的温度控制策略能够减小车用燃料电池发动机运行时的温度波动，提高系统性能和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法
本专利技术属于燃料电池
，特别是涉及一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法。
技术介绍
燃料电池汽车是新能源汽车的一个重要分支，由于其氢气加注速度快、系统效率高、噪音低、零排放等优点，被认为是未来汽车的最终解决方案之一。燃料电池在动态负载下工作，燃料电池系统温度波动对发动机性能和使用寿命具有重要影响，长期的过低温度条件容易引起燃料电池堆水淹现象，长时间水淹故障会引发燃料饥饿，最终导致催化剂层出现不可逆衰退。同时，过高的温度导致交换膜出现过大的热应力，针孔或裂纹在应力作用下会自发形成，致使渗氢率和氟化物释放率增加，最终导致燃料电池的性能和耐久性下降。因此，需要对燃料电池系统的温度进行精确控制。公开号为【CN111129550A】的专利技术专利公开一种燃料电池系统的PID控制方法，采用传统PID控制算法对燃料电池温度进行控制；但是，燃料电池是一个复杂的非线性时变系统，固定参数的PID控制算法在复杂多变工况下难以满足温度控制需求。公开号为【CN111403779A】的专利技术专利公开一种基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1、测量电堆冷却液入口温度；/n步骤S2、将目标冷却液入口温度与实测冷却液入口温度做差，得到温度偏差值；/n步骤S3、将温度偏差值和实测冷却液入口温度输入PI控制模块，得到散热风扇的控制量，所述控制量包括散热风扇的转速，所述PI控制模块包括比例积分PI模块和模糊逻辑模块，具体的：/n比例积分PI模块用于计算得到散热风扇的转速，模糊逻辑模块用以根据温度偏差和温度偏差的变化量，实时调整PI参数，其输入隶属度函数由三角分布描述，模糊逻辑模块的输出为比例参数修正量和积分参数修正量，输出隶属度函数由高斯分布描述，输出计算...

【技术特征摘要】
1.一种车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、测量电堆冷却液入口温度；
步骤S2、将目标冷却液入口温度与实测冷却液入口温度做差，得到温度偏差值；
步骤S3、将温度偏差值和实测冷却液入口温度输入PI控制模块，得到散热风扇的控制量，所述控制量包括散热风扇的转速，所述PI控制模块包括比例积分PI模块和模糊逻辑模块，具体的：
比例积分PI模块用于计算得到散热风扇的转速，模糊逻辑模块用以根据温度偏差和温度偏差的变化量，实时调整PI参数，其输入隶属度函数由三角分布描述，模糊逻辑模块的输出为比例参数修正量和积分参数修正量，输出隶属度函数由高斯分布描述，输出计算采用重心法；
步骤S4、将步骤S3得到的散热风扇的控制量通过燃料电池系统控制单元输入到散热系统控制器中，实现燃料电池系统的温度控制。


2.根据权利要求1所述的车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，考虑到在初始暖机过程中，目标温度与实测温度差值较大，具体做以下处理：
在比例积分PI模块中引入积分分离方法，在初始暖机过程中将比例积分PI模块中的积分分离，具体为：
1)根据实际系统控制要求设定控制偏差的阈值ε；
2)当目标温度为初始暖机温度，目标温度与实测温度差值大于阈值ε，采用比例控制；
3)目标温度下降过程中，降温中不开启比例积分PI模块，保持风扇当前开度不变，直至实测温度与目标温度差值小于一定阈值内，则开启比例积分PI模块实时调整风扇转速。


3.根据权利要求1所述的车用质子交换膜燃料电池系统温度控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，在负载电流变化较大的工况下，通过散热风扇提前调节转速，将电流视为扰动，用于补偿计算，然后将补偿计算结果与模糊逻辑模块输出结果整合；

【专利技术属性】
技术研发人员：朱维，吴伟，谢佳平，
申请(专利权)人：海卓动力青岛能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37