燃料电池系统温度控制方法技术方案

本发明专利技术属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池系统温度控制方法，包括以下步骤：判断燃料电池堆入口冷却液的温度变化阶段；确定节温器PI控制目标温度值和风扇PI控制目标温度值；计算节温器的需求反馈值和风扇的需求反馈值；计算节温器的需求前馈值和风扇的需求前馈值；根据节温器的需求反馈值和节温器的需求前馈值获得节温器的输出值，以及根据风扇的需求反馈值和风扇的需求前馈值获得风扇的输出值。本方法对节温器开度和风扇转速分别进行PI控制，并将节温器和风扇解耦，实现热管理系统能耗优化并降低软件计算复杂度，引用节温器和风扇的需求前馈值，提高热管理系统控制响应性，降低瞬态温度超调，易在产品控制器中运用。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统温度控制方法
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池系统温度控制方法。
技术介绍
燃料电池系统因能量密度较高，燃料加注时间短，生成产物对环境没有污染，因此成为未来动力系统的发展方向之一。典型的燃料电池系统包括燃料电池堆、燃料供给系统，空气供给系统以及热管理系统四个部分。通过向燃料电池堆中供给氢气及含有氧气的空气，在燃料电池堆内部发生电化学反应，产生电力，并且排出反应副产物热和水。为了保证燃料电池系统的效率、安全及耐久，需要燃料电池系统温度保持在最佳水平。因此有必要提供一种热管理系统以实现对燃料电池系统温度的控制。图1示出一种燃料电池系统的热管理系统。包含散热器1、风扇2、冷却管路3、节温器4、水泵5和燃料电池堆6。如图1所示，冷却水通过流经燃料电池堆6中双极板的冷却水流道从而带走燃料电池堆6电化学反应过程中所产生的热量，节温器4选择冷却液是否经过散热器1，流经散热器1的冷却液可以通过风扇2带走热量，从而实现对燃料电池系统温度的控制。但是，该系统针对燃料电池系统温度控制存在以下困难：一、通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n判断燃料电池堆入口冷却液的温度变化阶段；/n确定节温器PI控制目标温度值和风扇PI控制目标温度值；/n计算节温器的需求反馈值和风扇的需求反馈值；/n计算节温器的需求前馈值和风扇的需求前馈值；/n根据所述节温器的需求反馈值和所述节温器的需求前馈值获得所述节温器的输出值，以及根据所述风扇的需求反馈值和所述风扇的需求前馈值获得所述风扇的输出值。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断燃料电池堆入口冷却液的温度变化阶段；
确定节温器PI控制目标温度值和风扇PI控制目标温度值；
计算节温器的需求反馈值和风扇的需求反馈值；
计算节温器的需求前馈值和风扇的需求前馈值；
根据所述节温器的需求反馈值和所述节温器的需求前馈值获得所述节温器的输出值，以及根据所述风扇的需求反馈值和所述风扇的需求前馈值获得所述风扇的输出值。


2.根据权利要求1所述的燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，所述燃料电池堆入口冷却液的温度变化阶段包括：
升温阶段，燃料电池堆入口冷却液温度t从目标温度值T以下上升到目标温度值T与温度偏差值TΔ之和以上的过程；和
降温阶段，燃料电池堆入口冷却液温度t从目标温度值T与温度偏差值TΔ之和下降到目标温度值T以下的过程。


3.根据权利要求2所述的燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，所述确定节温器PI控制目标温度值和风扇PI控制目标温度值的步骤包括：
在所述升温阶段，当燃料电池堆入口冷却液温度t＜目标温度值T与温度偏差值时TΔ之和时，所述节温器PI控制目标温度值为所述目标温度值T，所述风扇PI控制目标温度值为目标温度值T与温度偏差值TΔ之和；当燃料电池堆入口冷却液温度t＞目标温度值T与温度偏差值TΔ之和时，所述节温器PI控制目标温度值为目标温度值T与温度偏差值TΔ之差，所述风扇PI控制目标温度值为目标温度值T。


4.根据权利要求2所述的燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，所述确定节温器PI控制目标温度值和风扇PI控制目标温度值的步骤包括：
在所述降温阶段，当燃料电池堆入口冷却液温度t＜目标温度值T时，所述节温器PI控制目标温度值为目标温度值T，所述风扇PI控制目标温度值为目标温度值T与温度偏差值TΔ之和；当燃料电池堆入口冷却液温度t＞目标温度值T时，所述节温器PI控制目标温度值为目标温度值T与温度偏差值TΔ之差，所述风扇PI控制目标温度值为目标温度值T。


5.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统温度控制方法，其特征在于，所述节温器的需求反馈值和所述风扇的需求反馈值均由PI控制器计算获得。

【专利技术属性】
技术研发人员：李子竞，侯福建，刘江唯，张正兴，张建锐，段志辉，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22