一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统，属于燃料电池技术领域。本发明专利技术包括在散热器芯体上分布多个散热风扇，将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行关闭。本发明专利技术要求分组风扇按照一定的空间布置，通过分组控制减小了风扇启停导致的温度波动、降低整车风扇噪声、提供整体散热器寿命，以防止散热芯体失效。防止散热芯体失效。防止散热芯体失效。

【技术实现步骤摘要】
一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统。

技术介绍

[0002]燃料电池的输出功率越高，产生的热量越多，如果这些热量不能及时有效释放，将严重影响燃料电池的寿命，因此，燃料电池的散热是必须要解决的问题之一。随着燃料电池在交通领域的广泛应用，燃料电池功率逐步变大，其散热需求也逐步增加，大功率燃料电池系统的散热问题，成为日趋紧迫地需要解决的一个问题。
[0003]当前大功率燃料电池系统采用的散热形式主要为气液换热芯体的形式，需要配置多个风扇。如何提供散热效率，延长风扇寿命，是本领域亟待解决的问题。
[0004]现有技术至少存在以下不足：1.由于风扇存在最低转速，若全部风扇同步启停，会导致散热器散热能力波动过大，从而导致燃料电池冷却温度有较大波动，影响电堆性能；2.当对风扇分组控制后，能够克服全部风扇同步启停带来的问题，但由于风扇对散热芯体局部冷却，若没有对风扇进行合理分布控制散热，将导致散热芯体受热不均，影响散热芯体形变甚至漏液；3.由于单个风扇若超过一定转速下，整车噪声会急剧增加，不宜通过单个风扇高速转动进行散热，需要对风扇进行分组控制实现合理降噪；4.由于分组控制后风扇会存在部分风扇被经常使用，导致部分风扇提前失效。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，包括在散热器芯体上分布多个散热风扇，将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限（控制限就是控制转速达到的一个限制值，本专利技术根据不同情况设置不同的控制限，具体参加下面的不同优选方案）时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行关闭。本专利技术要求分组风扇按照一定的空间布置，通过分组控制减小了风扇启停导致的温度波动、降低整车风扇噪声、提供整体散热器寿命，以防止散热芯体失效。
[0006]本专利技术提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行（当同一组的散热风扇为单数时，其对称轴穿过其中的一个散热风扇，其他散热风扇相对于该对称轴对称分布，当同一组的散热风扇为双数时，对称轴位于中间，该组的所有散热风扇相对于该对称轴对称分布）；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标
温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
[0007]优选地，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
[0008]其中，在每启动一组风扇后，可以间隔第一启动间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一启动间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
[0009]优选地，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
[0010]其中，在每将一组风扇降速到怠速后，可以间隔第一降速间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一降速间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
[0011]优选地，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
[0012]其中，在每关闭一组风扇后，可以间隔第一关闭间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一关闭间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
[0013]优选地，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提
高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
[0014]其中，在每启动一组风扇后，可以间隔第二启动间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第二启动间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
[0015]优选地，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
[0016]其中，在每一组风扇降速到怠速后，可以间隔第二降速间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第二降速间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
[0017]优选地，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，其特征在于，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。2.根据权利要求1所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。3.根据权利要求2所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。4.根据权利要求3所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度时，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。5.根据权利要求1所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；
如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：何一凡，王琦，韩猛，
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：