一种燃料电池水热管理系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池水热管理系统的控制方法，包括：根据温度传感器检测到的温度值判断燃料电池处于冷启动工况、正常暖机工况或是高散热工况；若处于冷启动工况，则将加热器支路连通液体循环回路，第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路与循环回路呈断开状态；若处于正常暖机工况，则将加热器支路和中冷器支路连通液体循环回路，第一散热支路和第二散热支路与循环回路呈断开状态；若处于高散热工况，则将第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路连通液体循环回路，加热器支路与循环回路呈断开状态。本发明专利技术提出的燃料电池水热管理系统的控制方法，可以满足多种不同工况的温度调节需求。度调节需求。度调节需求。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池水热管理系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池水热管理系统的控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池具有多种运行工况，当其温度较低时需要对其进行暖机，当其温度较高时，需要对其进行散热。燃料电池温度的控制由水热系统实现。现有技术中的水热系统的控制方式相对单一，通常只有一种暖机和一种散热模式，难以满足多种不同的工况需求。
[0003]基于此，现有技术有待改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有技术的缺陷，提出了一种燃料电池水热管理系统的控制方法，满足多种不同工况的温度调节需求。
[0005]本专利技术通过如下技术方案实现：一种燃料电池水热管理系统的控制方法，所述水热管理系统包括由水泵驱动流经电堆的液体循环回路，所述液体循环回路上连接有温度传感器、第一散热器、第二散热器、加热器、中冷器以及三通阀和四通阀，其中，所述第一散热器、第二散热器、加热器、中冷器通过所述三通阀和/或所述四通阀连接于所述液体循环回路中，并形成相对独立的第一散热支路、第二散热支路、加热器支路和中冷器支路；所述控制方法包括：根据所述温度传感器检测到的温度值判断所述燃料电池处于冷启动工况、正常暖机工况或是高散热工况；若处于冷启动工况，则将所述加热器支路连通所述液体循环回路，所述第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路与循环回路呈断开状态；若处于正常暖机工况，则将所述加热器支路和所述中冷器支路连通所述液体循环回路，所述第一散热支路和第二散热支路与循环回路呈断开状态；若处于高散热工况，则将所述第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路连通所述液体循环回路，所述加热器支路与循环回路呈断开状态。
[0006]可选地，所述控制方法还包括根据所述温度传感器检测到的温度值判断所述燃料电池是否处于由正常暖机工况向高散热工况过渡的过渡阶段工况；若处于过渡阶段工况，保持中冷器支路连通所述液体循环回路，并逐渐增大连通所述液体循环回路的第一散热支路的开口面积，逐渐减小连通所述液体循环回路的加热器支路的开口面积。
[0007]可选地，所述控制方法还包括：若处于过渡阶段工况，则由关向开逐渐增大第二散热支路连通至所述液体循环回路的开口面积。
[0008]可选地，在处于高散热工况下，所述第一散热支路以最大开口面积连通所述液体循环回路，所述第二散热支路连通至所述液体循环回路的开口面积逐渐增大。
[0009]可选地，所述第一散热器的散热能力大于所述第二散热器的散热能力。
[0010]可选地，所述控制方法包括预设冷启动工况温度T1、正常暖机工况温度T2、过渡阶段工况温度T3和高散热工况温度T4，其中，T1<T2<T3<T4；当温度传感器检测到的温度值T0满足T0<T1，判断燃料电池处于冷启动工况；当温度传感器检测到的温度值T0满足T1<T0<T2，判断燃料电池处于正常暖机工况；当温度传感器检测到的温度值T0满足T2<T0<T3，判断燃料电池处于过渡阶段工况；当温度传感器检测到的温度值T0满足T3<T0<T4，判断燃料电池处于高散热工况。
[0011]可选地，所述水热管理系统还包括一旁通支路，所述三通阀包括一个入口端和两个出口端，所述四通阀包括两个入口端和两个出口端，所述三通阀的入口端和所述四通阀的一个入口端连接所述液体循环回路出电堆后的出口，所述四通阀的另一个入口端连接所述中冷器支路，所述第一散热支路和所述加热器支路一一对应连接于所述三通阀的两个出口端，所述第二散热支路和所述旁通支路一一对应连接于所述四通阀的两个出口端。
[0012]可选地，所述水热管理系统还包括与所述中冷器支路并联的去离子器支路，所述中冷器支路和所述去离子器支路的入口端连接所述液体循环回路进电堆前的入口，所述中冷器支路和所述去离子器支路的出口端连接所述四通阀的一个入口端。
[0013]可选地，所述三通阀的两个出口端的通断和开度大小为关联可调控制，所述四通阀的两个出口端的通断和开度大小为关联可调控制，所述三通阀和所述四通阀两者之间的通断和开度大小关系为单独可调控制。
[0014]可选地，所述燃料电池还具有关机阶段工况，所述控制方法包括：若所述燃料电池处于关机阶段工况，则将所述第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路连通所述液体循环回路，所述加热器支路和所述旁通支路与循环回路呈断开状态。
[0015]本专利技术提供的燃料电池水热管理系统的控制方法，通过设有两个散热器，所述第一散热器、第二散热器、加热器、中冷器通过所述三通阀和/或所述四通阀连接于所述液体循环回路中，并形成相对独立的第一散热支路、第二散热支路、加热器支路和中冷器支路，使得水热管理系统具有可满足冷启动暖机、正常暖机、过渡阶段、低散热需求、高散热需求等多种工况的运行模式，以满足多种不同工况下的温度调节需求。
附图说明
[0016]图1是本专利技术燃料电池水热管理系统的系统图。
[0017]图2是本专利技术燃料电池水热管理系统的控制方法涉及三通阀的开度控制曲线图。
[0018]图3是本专利技术燃料电池水热管理系统的控制方法涉及四通阀的开度控制曲线图。
[0019]附图标记如下：1
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电堆；2
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水泵；3
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第一散热器；4
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第二散热器；5
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加热器；6
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中冷器；7
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去离子器；8
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三通阀；9
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四通阀；91
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旁通支路；10
‑
水箱。
具体实施方式
[0020]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0021]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]如图1所示，本专利技术提供一种燃料电池水热管理系统，其包括液体循环回路，所述液体循环回路经过燃料电池的电堆1以调节电堆1的温度。所述液体循环回路上连接有水泵2、第一散热器3、第二散热器4、加热器5、中冷器6以及三通阀8和四通阀9。所述第一散热器3、第二散热器4和所述加热器5呈并联连接于所述液体循环回路中。所述液体循环回路还包括与所述述第一散热器3、第二散热器4和所述加热器5并联的旁通支路91。所述三通阀8包括一个入口端（如图中所示f口）和两个出口端（如图中所示a口和b口），所述四通阀9包括两个入口端（如图中所示f口和c口）和两个出口端（如图中所示e口和d口）。所述三通阀8的入口端和所述四通阀9的一个入口端分别连接所述液体循环回路出电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池水热管理系统的控制方法，所述水热管理系统包括由水泵驱动流经电堆的液体循环回路，所述液体循环回路上连接有温度传感器、第一散热器、第二散热器、加热器、中冷器以及三通阀和四通阀，其中，所述第一散热器、第二散热器、加热器、中冷器通过所述三通阀和/或所述四通阀连接于所述液体循环回路中，并形成相对独立的第一散热支路、第二散热支路、加热器支路和中冷器支路；其特征在于，所述控制方法包括：根据所述温度传感器检测到的温度值判断所述燃料电池处于冷启动工况、正常暖机工况或是高散热工况；若处于冷启动工况，则将所述加热器支路连通所述液体循环回路，所述第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路与循环回路呈断开状态；若处于正常暖机工况，则将所述加热器支路和所述中冷器支路连通所述液体循环回路，所述第一散热支路和第二散热支路与循环回路呈断开状态；若处于高散热工况，则将所述第一散热支路、第二散热支路和中冷器支路连通所述液体循环回路，所述加热器支路与循环回路呈断开状态。2.如权利要求1所述的燃料电池水热管理系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括根据所述温度传感器检测到的温度值判断所述燃料电池是否处于由正常暖机工况向高散热工况过渡的过渡阶段工况；若处于过渡阶段工况，保持中冷器支路连通所述液体循环回路，并逐渐增大连通所述液体循环回路的第一散热支路的开口面积，逐渐减小连通所述液体循环回路的加热器支路的开口面积。3.如权利要求2所述的燃料电池水热管理系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：若处于过渡阶段工况，则由关向开逐渐增大第二散热支路连通至所述液体循环回路的开口面积。4.如权利要求1所述的燃料电池水热管理系统的控制方法，其特征在于，在处于高散热工况下，所述第一散热支路以最大开口面积连通所述液体循环回路，所述第二散热支路连通至所述液体循环回路的开口面积逐渐增大。5.如权利要求4所述的燃料电池水热管理系统的控制方法，其特征在于，所述第一散热器的散热能力大于所述第二散热器的散热能力。6.如权利要求2或3所述的燃料电池水热管理系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括预设冷启动工况温度T...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨硕，程准，崔鲁，卞磊，刘赟，王佳元，马巍巍，徐俊尧，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：