【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统的温度控制装置及操作燃料电池系统的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年5月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
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0065745号的优先权，其全部内容出于所有目的通过引用并入本文。
[0003]本公开涉及用于控制燃料电池系统中的冷却剂的温度的技术。
技术介绍
[0004]燃料电池系统可以通过使用燃料电池堆来产生电能。例如，当氢作为燃料电池堆的燃料时，可能是解决全球环境问题的一种措施，因此燃料电池系统的研究和开发不断进行。燃料电池系统可以包括：产生电能的燃料电池堆；向燃料电池堆供应燃料(氢)的燃料供应设备；向燃料电池堆供应空气中的氧(作为电化学反应所必需的氧化剂)的空气供应设备；以及将燃料电池堆的反应热移除到外部、控制燃料电池堆的操作温度并执行水管理功能的热管理系统(TMS)。
[0005]热管理系统是一种冷却设备，其使用作燃料电池堆中的冷却剂的防冻液体循环，并将燃料电池堆保持在适当的温度(例如，60
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70℃)，并且可以包括冷却剂在其中循环的TMS线、存储冷却剂的储液器、循环冷却剂的泵、去除冷却剂中包括的离子的离子过滤器，以及将冷却剂的热排放到外部的散热器。此外，热管理系统可以包括加热冷却剂的加热器和通过使用冷却剂冷却和加热包括燃料电池系统的设备(例如，车辆)的内部的空调单元(例如，用于加热的加热器)。热管理系统可以保持车辆的电力电子部件以及燃料电池堆的适当温度。>
技术实现思路
[0006]提供本
技术实现思路
以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本
技术实现思路
既不旨在标识所要求保护的权利要求的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的权利要求的范围。
[0007]在一个总体方面，提供了一种用于燃料电池系统的温度控制装置，包括：燃料电池堆；第一冷却线，被配置为使通过燃料电池堆的第一冷却剂循环；第一散热器，布置在第一冷却线上并被配置为冷却第一冷却剂；阀，被配置为将第一冷却剂的流动路径切换到燃料电池堆或第一散热器；以及控制器，连接到阀，并且该控制器被配置为：设置燃料电池堆的入口处的目标温度和用于控制阀的开度的校正系数；测量燃料电池堆的出口处的第一冷却剂温度和第一散热器的出口处的第二冷却剂温度；基于第一冷却剂温度、第二冷却剂温度、目标温度和校正系数计算阀的开度；以及响应于开度在第一范围内，基于燃料电池堆的入口处的第三冷却剂温度与目标温度的比较来校正校正系数。
[0008]控制器可以被配置为：响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差在第二范围内，将校正系数设置为先前值；响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差偏离第二范围
并且目标温度高于第三冷却剂温度，减小校正系数；以及响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差偏离第二范围并且目标温度低于第三冷却剂温度，增加校正系数。
[0009]该装置可以包括布置在燃料电池堆的入口处的第一温度传感器、布置在燃料电池堆的出口处的第二温度传感器和布置在第一散热器的出口处的第三温度传感器。
[0010]该装置可以包括冷却风扇，该冷却风扇布置在第一冷却线上并被配置为将外部空气吹到第一散热器；以及泵，该泵布置在第一冷却线上并被配置为泵送第一冷却剂，其中，控制器被配置为响应于开度偏离第一范围来控制冷却风扇和泵中的至少一个的RPM。
[0011]控制器可以被配置为控制冷却风扇的RPM和泵的RPM，使得通过冷却风扇的RPM的降低和泵的RPM的增加，随着第三冷却剂温度达到目标温度，总功耗变得最小，其中，总功耗是对应于冷却风扇的RPM的功耗和对应于泵的RPM的功耗的总和。
[0012]控制器可以包括：阀控制器，被配置为控制阀的开度；冷却风扇控制器，被配置为控制冷却风扇的RPM；以及泵控制器，被配置为控制泵的RPM。
[0013]阀控制器、冷却风扇控制器和泵控制器可以集成在一个模块中。
[0014]该装置可以包括：第二冷却线，被配置为使通过电气部件的第二冷却剂循环；第二散热器，布置在第二冷却线上并被配置为冷却第二冷却剂；热交换器，被配置为在第一冷却剂和第二冷却剂之间交换热；以及冷却风扇，被配置为冷却第一散热器和第二散热器中的任何一个或任何组合。
[0015]在另一个总体方面，提供了一种用于操作包括燃料电池堆的燃料电池系统的处理器实施的方法，该方法包括：设置燃料电池堆的入口处的目标温度和用于控制阀的开度的校正系数；测量燃料电池堆的出口处的第一冷却剂温度和第一散热器的出口处的第二冷却剂温度；基于第一冷却剂温度、第二冷却剂温度、目标温度和校正系数计算阀的开度；以及响应于开度在第一范围内，基于燃料电池堆的入口处的第三冷却剂温度与目标温度的比较来校正校正系数。
[0016]校正系数的校正包括：响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差在第二范围内，将校正系数设置为先前值；响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差偏离第二范围并且目标温度高于第三冷却剂温度，减小校正系数；以及响应于第三冷却剂温度和目标温度之间的差偏离第二范围并且目标温度低于第三冷却剂温度，增加校正系数。
[0017]该方法可以包括响应于开度偏离第一范围，控制冷却风扇和泵中的任何一个或任何组合的RPM。
[0018]RPM的控制可以包括控制冷却风扇的RPM和泵的RPM，使得通过冷却风扇的RPM的降低和泵的RPM的增加，随着第三冷却剂温度达到目标温度，总功耗变得最小，其中，总功耗是对应于冷却风扇的RPM的功耗和对应于泵的RPM的功耗的总和。
[0019]从以下详细描述、附图和权利要求书中，其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
[0020]通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将更加明显：
[0021]图1示出了根据各种实施例的燃料电池系统；
[0022]图2示出了根据各种实施例的燃料电池系统；
[0023]图3示出了根据各种实施例的燃料电池系统的框图，其中第一冷却剂流动；
[0024]图4A至图4C示出了根据各种实施例的根据阀的开度的冷却剂的流动；
[0025]图5示出了根据各种实施例的燃料电池系统的框图。
[0026]图6示出了根据各种实施例的用于控制阀的开度和校正系数的操作的流程图。
[0027]图7示出了根据各种实施例的用于控制阀的开度和校正系数的详细操作的流程图。
[0028]关于附图的描述，相同或相似的部件可以用相同或相似的附图标记来标记。
具体实施方式
[0029]在下文中，将参照附图描述本公开的各种实施例。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文描述的各种实施例进行各种修改、等效和/或替代。
[0030]本公开的各种实施例和本文使用的术语不将本公开中描述的技术特征限制到特定实施例，并且应该被解释为包括实施例的各种修改、等同或替本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池系统的温度控制装置，包括：燃料电池堆；第一冷却线，被配置为使通过所述燃料电池堆的第一冷却剂循环；第一散热器，布置在所述第一冷却线上并被配置为冷却所述第一冷却剂；阀，被配置为将所述第一冷却剂的流动路径切换到所述燃料电池堆或所述第一散热器；以及控制器，连接到所述阀，所述控制器被配置为：设置所述燃料电池堆的入口处的目标温度和用于控制所述阀的开度的校正系数；测量所述燃料电池堆的出口处的第一冷却剂温度和所述第一散热器的出口处的第二冷却剂温度；基于所述第一冷却剂温度、所述第二冷却剂温度、所述目标温度和所述校正系数计算所述阀的所述开度；以及响应于所述开度在第一范围内，基于所述燃料电池堆的所述入口处的第三冷却剂温度与所述目标温度的比较来校正所述校正系数。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为：响应于所述第三冷却剂温度和所述目标温度之间的差在第二范围内，将所述校正系数设置为先前值；响应于所述第三冷却剂温度和所述目标温度之间的所述差偏离所述第二范围并且所述目标温度高于所述第三冷却剂温度，减小所述校正系数；以及响应于所述第三冷却剂温度和所述目标温度之间的所述差偏离所述第二范围并且所述目标温度低于所述第三冷却剂温度，增加所述校正系数。3.根据权利要求1所述的装置，还包括：第一温度传感器，布置在所述燃料电池堆的所述入口处；第二温度传感器，布置在所述燃料电池堆的所述出口处；以及第三温度传感器，布置在所述第一散热器的所述出口处。4.根据权利要求1所述的装置，还包括：冷却风扇，布置在所述第一冷却线上并被配置为将外部空气吹到所述第一散热器；以及泵，布置在所述第一冷却线上并被配置为泵送所述第一冷却剂；其中，所述控制器被配置为响应于所述开度偏离所述第一范围来控制所述冷却风扇和所述泵中的至少一个的RPM。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器还被配置为：控制所述冷却风扇的RPM和所述泵的RPM，使得通过所述冷却风扇的RPM的降低和所述泵的RPM的增加，随着所述第三冷却剂温度达到所述目标温度，总功耗变得最小，其中，所述总功耗是对应于所述冷却风扇的RPM的功耗和对应于所述泵的RPM的功耗的总和。6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制器包括：阀控制器，被配置为控制所述阀...
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