一种用于燃料电池车的集成散热器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于燃料电池车的集成散热器及其控制方法，该集成散热器包括：冷却系统，其具备冷却总控制器、多个冷却模块和多条冷却流路，冷却模块的数量和冷却模块中冷却装置的数量可根据燃料电池车内部实际回路进行灵活配置；整车控制器，其与冷却总控制器连接，发送每条冷却流路中冷却介质的目标温度；多个温度传感器，其采集每条冷却流路中冷却介质的实际温度；冷却总控制器，其将冷却介质的实际温度与对应的目标温度进行比较，基于特定算法计算出控制各个冷却模块的控制量，使每个冷却模块根据接收到的控制量进行散热。相比传统方案，本发明专利技术更加节省成本、更加节能、模块化更加灵活、对每个风扇单独控制，控制精度更高。控制精度更高。控制精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池车的集成散热器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆热管理
，尤其涉及一种用于燃料电池车的集成散热器及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池汽车目前成为国家政策支持的重点方向之一，其中的燃料电池发动机的散热器是燃料电池整车的重要部件之一。
[0003]燃料电池发动机的散热器主要作用是将燃料电池运行过程中产生的废热从水中传递到空气中。目前该散热器一般采用数个风扇同时工作，以保证足够的散热能力。随着燃料电池发动机的功率增加，对散热风扇的数量也会增加。如何在保证水温稳定的前提下，尽可能地减少对发动机控制器资源的索取，同时又能降低散热器的成本，成为重要的研究主题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于燃料电池车的集成散热器及其控制方法，主要解决传统散热器集成度低，成本高、控制精度低、无法进行模块化拓展、寿命低不节能的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于燃料电池车的集成散热器，该集成散热器包括：冷却系统，其具备冷却总控制器、多个冷却模块和多条冷却流路，其中，冷却模块的数量和冷却模块中冷却装置的数量可根据燃料电池车内部实际回路进行灵活配置；整车控制器，其与所述冷却总控制器连接，向所述冷却总控制器发送每条冷却流路中冷却介质的目标温度；多个温度传感器，其采集所述每条冷却流路中冷却介质的实际温度；其中，所述冷却总控制器，其将采集的冷却介质的实际温度与对应的目标温度进行比较，基于特定算法计算出控制各个冷却模块的控制量，使每个冷却模块根据接收到的控制量对相应的冷却流路进行散热。
[0006]在一个实施例中，所述冷却总控制器，其通过执行如下步骤来生成控制量：选取控制模式，所述控制模式包括输出控制量为PWM信号的第一模式和输出控制量为启停信号的第二模式，其中，在第一模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定冷却装置的运转数量，并计算各待运转冷却装置的PWM信号；在第二模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定每次轮流运转的冷却装置的数量，计算各待运转的冷却装置之间的死区时间。
[0007]在一个实施例中，在冷却模块由N个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第一模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置发送PWM信号，这n个冷却装置的PWM信号的占空比均为总占空比*N/n；所述冷却总控制器，其在第二模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置轮流发送PWM信号，在切换冷却装置时，留有1-总占空比*N/n的死区时间。
[0008]在一个实施例中，在冷却模块由四个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第一模式下执行如下步骤之一：当总占空比小于第一设定占空比时，向一个冷却装置发送PWM信号，其占空比为总占空比*4；当总占空比大于或等于第一设定占空比且小于第二设定占空比时，向两个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*2；当总占空比大于或等于第二预设占空比且小于第三预设占空比时，向三个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*1.333；当总占空比大于等于第三预设占空比且小于100％时，向四个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*1。
[0009]在一个实施例中，在冷却模块由四个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第二模式下执行如下步骤之一：当总占空比小于第一预设占空比时，每次只运转一个冷却装置，死区时间为1-总占空比*4；当总占空比大于或等于第一预设占空比且小于第二预设占空比时，每次运转两个冷却装置，死区时间为1-总占空比*2；当总占空比大于或等于第二预设占空比且小于第三预设占空比时，每次运转三个冷却装置，死区时间为1-总占空比*1.333；当总占空比大于或等于第三预设占空比且小于100％时，每次运转四个冷却装置，死区时间为1-总占空比*1。
[0010]在一个实施例中，所述冷却总控制器集成有控制器和与冷却装置数量相同的驱动器。
[0011]在一个实施例中，所述驱动器包括由四个开关管组成的H桥驱动电路，相邻两个驱动器的H桥驱动电路共用同一桥臂，每个H桥驱动电路导通后驱动与之连接的冷却装置运转。
[0012]在一个实施例中，所述开关管为三极管、IGBT、MOSFET或二极管。
[0013]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种如上所述集成散热器的控制方法，该方法包括：整车控制器向冷却总控制器发送每条冷却流路中冷却介质的目标温度；冷却总控制器将温度传感器采集的冷却介质的实际温度与对应的目标温度进行比较，基于特定算法计算出控制各个冷却模块的控制量，使每个冷却模块根据接收到的控制量对相应的冷却流路进行散热。
[0014]在一个实施例中，在所述冷却总控制器生成控制量的步骤中，包括：选取控制模式，所述控制模式包括输出控制量为PWM信号的第一模式和输出控制量为启停信号的第二模式，其中，在第一模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定冷却装置的运转数量，计算各待运转冷却装置的PWM信号；在第二模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定轮流运转的冷却装置的数量，计算各待运转的冷却装置之间的死区时间。
[0015]在一个实施例中，在冷却模块由N个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第一模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置发送PWM信号，这n个冷却装置的PWM信号的占空比均为总占空比*N/n；所述冷却总控制器，其在第二模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置轮流发送PWM信号，在切换冷却装置时，留有1-总占空比*N/n的死区时间。
[0016]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
[0017]本申请实施例的集成散热器中的CCU集成了所有的风扇电机驱动，改变了原有的每个风扇自带驱动的状况，提高了硬件复用，减少了成本。而且，通过将风扇及其电机进行
灵活编组形成模块，以控制不同的冷却回路，这种方式相比传统方案更加灵活。由于单独控制每个风扇，控制精度更高，更加节能，避免了传统方案在低占空比情况下一次启动多个风扇的情况。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术的技术方案而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
[0019]附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0020]图1为本申请实施例的用于燃料电池车的集成散热器的结构示意图。
[0021]图2为本申请实施例的CCU的内部电路图(图中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池车的集成散热器，其特征在于，该集成散热器包括：冷却系统，其具备冷却总控制器、多个冷却模块和多条冷却流路，其中，冷却模块的数量和冷却模块中冷却装置的数量可根据燃料电池车内部实际回路进行灵活配置；整车控制器，其与所述冷却总控制器连接，向所述冷却总控制器发送每条冷却流路中冷却介质的目标温度；多个温度传感器，其采集所述每条冷却流路中冷却介质的实际温度；其中，所述冷却总控制器，其将采集的冷却介质的实际温度与对应的目标温度进行比较，基于特定算法计算出控制各个冷却模块的控制量，使每个冷却模块根据接收到的控制量对相应的冷却流路进行散热。2.根据权利要求1所述的集成散热器，其特征在于，所述冷却总控制器，其通过执行如下步骤来生成控制量：选取控制模式，所述控制模式包括输出控制量为PWM信号的第一模式和输出控制量为启停信号的第二模式，其中，在第一模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定冷却装置的运转数量，并计算各待运转冷却装置的PWM信号；在第二模式下，根据采用PID算法计算出的总占空比来确定每次轮流运转的冷却装置的数量，计算各待运转的冷却装置之间的死区时间。3.根据权利要求2所述的集成散热器，其特征在于，在冷却模块由N个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第一模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置发送PWM信号，这n个冷却装置的PWM信号的占空比均为总占空比*N/n；所述冷却总控制器，其在第二模式下，确定计算得到的总占空比所在的预设占空比范围，选择对应n个数量的冷却装置轮流发送PWM信号，在切换冷却装置时，留有1-总占空比*N/n的死区时间。4.根据权利要求3所述的集成散热器，其特征在于，在冷却模块由四个冷却装置组成时，所述冷却总控制器，其在第一模式下执行如下步骤之一：当总占空比小于第一设定占空比时，向一个冷却装置发送PWM信号，其占空比为总占空比*4；当总占空比大于或等于第一设定占空比且小于第二设定占空比时，向两个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*2；当总占空比大于或等于第二预设占空比且小于第三预设占空比时，向三个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*1.333；当总占空比大于等于第三预设占空比且小于100％时，向四个冷却装置发送相同占空比的PWM信号，该占空比为总占空比*1。5.根据权利要求3所述的集成散热器，其特征在于，在冷却模块由四个冷却装置组...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭再武，胡振球，黄炫方，樊钊，尹志刚，黄河，周华，钟昌霞，
申请(专利权)人：中车时代电动汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：