一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法及系统，属于启动控制技术领域,根据冷却液温度值与预设目标温度值的比较结果，判断是否进行冷启动；冷启动下，开启小循环模式，辅助加热装置PTC持续加热冷却液，直到冷却液温度值升至预设目标温度值，则进行热开机；在加热冷却液的过程中，采用遇限削弱积分法的PID位置算法，将燃料电池的实际功率控制在最大功率内；本发明专利技术增加辅助加热装置PTC，引用功率控制策略，通过设定燃料电池最大功率，对启动功率进行实时控制，解决燃料电池在极寒环境下无法快速启动问题，确保燃料电池能够在加热状态下正常启机的同时，提升启机控制策略，保证燃料电池在启动过程中的快速性和高效性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法及系统


[0001]本专利技术属于启动控制
，尤其涉及一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]燃料电池客车作为一种新能源客车，以其化学反应转化率高、比功率高、尾排物清洁无污染，赢得了众多学者和企业的支持，因此市场前景广阔。
[0004]然而，专利技术人发现，燃料电池客车的应用区域范围较广，难免在极寒工况下运行，当燃料电池在温度较低的环境时，阴极产生的水容易在0℃以下冻结成冰，阻塞气体流通进而影响电堆反应的进行，导致电堆在低温下启动失败。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法及系统，增加辅助加热装置PTC，引用功率控制策略，通过设定燃料电池最大功率，对启动功率进行实时控制，解决燃料电池在极寒环境下无法快速启动问题，确保燃料电池能够在加热状态下正常启机的同时，提升启机控制策略，保证燃料电池在启动过程中的快速性和高效性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：本专利技术第一方面提供了一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法；一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，包括：燃料电池接收到开机信号后，根据冷却液温度值与预设目标温度值的比较结果，判断是否进行冷启动；冷启动下，开启小循环模式，辅助加热装置PTC持续加热冷却液，直到冷却液温度值升至预设目标温度值，则进行热开机；在加热冷却液的过程中，采用遇限削弱积分法的PID位置算法，将燃料电池的实际功率控制在最大功率内。
[0007]进一步的，燃料电池接收到开机信号后，先进行系统有无故障的自检操作，若检测到系统故障，则关机。
[0008]进一步的，所述小循环模式是冷却液温度较低时，从电堆出来的冷却液不经过散热器，直接经过节温器和辅助加热装置PTC返回电堆。
[0009]进一步的，所述冷却液温度值，是电堆出口处的冷却液温度值；在冷却液回路的电堆入口处和出口处设置两个温度传感器，监测电堆入口处和出口处的冷却液温度值。
[0010]进一步的，若冷却液温度值低于预设目标温度值，且无系统故障，则进行冷启动；
若冷却液温度值高于预设目标温度值，且无系统故障时，则进行热开机。
[0011]进一步的，开启节温器、冷却液水泵和辅助加热装置PTC，对冷却液进行持续加热。
[0012]进一步的，所述节温器接收两个温度传感器传过来的实时温度值，判断是否进行小循环加热；所述冷却液水泵的转速由电堆出口处冷却液的实际温度值与预设目标温度值的温差决定。
[0013]进一步的，所述遇限削弱积分法的PID位置算法，根据上一时刻的功率值与设定的最大功率值的比较结果，功率过高时，则当前功率值的计算，不再进行积分项的累计，只累计负偏差。本专利技术第二方面提供了一种客车用燃料电池低温冷启动控制系统。
[0014]一种客车用燃料电池低温冷启动控制系统，包括温度比较单元和冷启动单元；温度比较单元，被配置为：燃料电池接收到开机信号后，根据冷却液温度值与预设目标温度值的比较结果，判断是否进行冷启动；冷启动单元，包括加热单元和功率控制单元；加热单元被配置为：冷启动模式下，辅助加热装置PTC持续加热冷却液，直到冷却液温度值升至预设目标温度值，则进行热开机；功率控制单元被配置为：在加热冷却液的过程中，采用遇限削弱积分法的PID位置算法，将燃料电池的实际功率控制在最大功率内。
[0015]进一步的，还包括自检单元，用于燃料电池接收到开机信号后，对系统进行有无故障的自检操作，若检测到系统故障，则关机。
[0016]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：本专利技术考虑到燃料电池在低温冷启动时启动速度较慢，在原有结构上增加了辅助加热装置，但结构上的改进对于启动速度影响效果有限，因此引用了功率控制策略，通过设定燃料电池最大功率，利用该策略对启动功率进行实时控制，尽量将实际功率控制在最大功率以内，有利于维持燃料电池的快速响应。
[0017]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0019]图1为第一个实施例的方法流程图。
[0020]图2为第一个实施例的燃料电池冷冻液回路图。
[0021]图3为第二个实施例的系统结构图。
具体实施方式
[0022]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0024]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]针对燃料电池在极寒环境下无法快速启动问题，本专利技术提出的一种车载燃料电池低温冷启动控制方法及系统，在电堆阴极产生结冰现象后，辅助加热装置对冷却液进行加热，使得电堆温度保持在0℃以上，维持燃料电池的正常运行，实现电堆在低温下快速冷启动；除了对燃料电池冷却液回路进行必要的加热以外，低温环境下的功率控制策略也是实现快速冷启动的重要方法。
[0026]实施例一本实施例公开了一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法；如图1所示，一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，包括：步骤一、燃料电池接收到开机信号后，根据冷却液温度值与预设目标温度值的比较结果，判断是否进行冷启动；整车高压就绪且无故障时，发送燃料电池使能信号FC_ON至燃料电池，燃料电池在接收到开机信号后进入自检模式，进而判断系统有无故障；若检测到系统故障，燃料电池则进入关机状态。
[0027]在冷却液回路的电堆入口处和出口处设置两个温度传感器，监测电堆入口处和出口处的冷却液温度值,通过判断出口处的冷却液温度值是否达到预设目标温度值，判断燃料电池是否需要开启冷启动模式。
[0028]若检测到电堆出口处的冷却液温度值低于预设目标温度值且无系统故障时，进入冷启动阶段；若冷却液温度值高于预设目标温度值且无系统故障时，进入热开机阶段。
[0029]预设目标温度值，通常是设定的燃料电池可开机的温度门限值。
[0030]步骤二、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在于，包括：燃料电池接收到开机信号后，根据冷却液温度值与预设目标温度值的比较结果，判断是否进行冷启动；冷启动下，开启小循环模式，辅助加热装置PTC持续加热冷却液，直到冷却液温度值升至预设目标温度值，则进行热开机；在加热冷却液的过程中，采用遇限削弱积分法的PID位置算法，将燃料电池的实际功率控制在最大功率内。2.如权利要求1所述的一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在于，燃料电池接收到开机信号后，先进行系统有无故障的自检操作，若检测到系统故障，则关机。3.如权利要求1所述的一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在于，所述小循环模式是冷却液温度较低时，从电堆出来的冷却液不经过散热器，直接经过节温器和辅助加热装置PTC返回电堆。4.如权利要求1所述的一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在于，所述冷却液温度值，是电堆出口处的冷却液温度值；在冷却液回路的电堆入口处和出口处设置两个温度传感器，监测电堆入口处和出口处的冷却液温度值。5.如权利要求1所述的一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在于，若冷却液温度值低于预设目标温度值，且无系统故障，则进行冷启动；若冷却液温度值高于预设目标温度值，且无系统故障时，则进行热开机。6.如权利要求1所述的一种客车用燃料电池低温冷启动控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，王琳，吴光平，陈振国，王丙虎，宋金香，席作岩，
申请(专利权)人：中通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：