燃料电池电堆水温控制系统、方法、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池应用领域，公开了一种燃料电池电堆水温控制系统、方法、设备及介质。系统包括电堆、散热风扇、节温器、第一循环回路与第二循环回路；电堆用于将电堆出口水输送至散热风扇和节温器；散热风扇用于根据电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温设置散热风扇转速，对电堆出口水进行散热；节温器用于接收第一电堆出口水和第二电堆出口水，并将电堆出口水的实际温度与电堆的目标出口水温发送至节温器控制软件，接收节温器控制软件设置的第一节温器开度与第二节温器开度，并按照第一节温器开度与第二节温器开度将第一电堆出口水和第二电堆出口水混合后输送至电堆。本申请可实现燃料电池电堆水温的闭环解耦控制，提高温度控制精度。提高温度控制精度。提高温度控制精度。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆水温控制系统、方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及燃料电池应用
，尤其涉及一种燃料电池电堆水温控制系统、方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]由于燃料电池电堆出口水温受到风扇转速、水泵转速、节温器开度、系统运行功率等多个因素的综合影响，且不同因素之间存在耦合关系，因此导致燃料电池电堆水温控制较为复杂，且燃电系统运行时，对电堆出口水温有较为严格的要求，过低的水温会导致电堆催化剂活性变差，降低系统效率，严重时可影响电堆寿命；过高的水温会导致电堆热失控，严重时可能导致电堆烧毁，造成不可控的风险。
[0003]基于上述条件得出，燃料电池热管理在燃电系统的重中之重，实际系统开发时，对燃料电池电堆冷却水水温的控制要求为差值不超过1%，即目标温度80度，实际温度差值范围为79
‑
81度。
[0004]现有技术中，热管理各部件之间耦合较强，无法实现单部件解耦控制，没有针对金属电堆的特性设计热管理方法，且复杂度较高，温度控制各部件之前调节具有强关联性，并且还有部分公司直接使用开环控制，控制精度较差，无法实现稳定控制冷却水温度。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种燃料电池电堆水温控制系统、方法、设备及介质。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本公开实施例中提供了一种燃料电池电堆水温控制系统，所述系统包括电堆、散热风扇、节温器、第一循环回路与第二循环回路；所述节温器的入口分别与所述散热风扇的出口、所述电堆的出口连接，所述节温器的出口与所述电堆的入口连接，所述电堆的出口还与所述散热风扇的入口连接，所述第一循环回路由所述电堆、所述散热风扇与所述节温器组成，所述第二循环回路由所述电堆与所述节温器组成；所述电堆用于经由所述第一循环回路将电堆出口水输送至所述散热风扇，并经由所述第二循环回路将所述电堆出口水输送至所述节温器；所述散热风扇用于接收所述电堆出口水，并根据所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值设置散热风扇转速，根据所述散热风扇转速对所述电堆出口水进行散热；所述节温器用于接收经由所述第一循环回路的第一电堆出口水和经由所述第二循环回路的第二电堆出口水，并将所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值发送至节温器控制软件；所述节温器还用于接收所述节温器控制软件根据所述第二温度差值设置的所述
第一循环回路的第一节温器开度与所述第二循环回路的第二节温器开度，并按照所述第一节温器开度与所述第二节温器开度将所述第一电堆出口水和所述第二电堆出口水混合后作为电堆入口水输送至所述电堆的入口。
[0007]进一步地，所述散热风扇还用于检测所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值，当所述第一温度差值为正值时，将所述散热风扇转速调节至第一散热风扇转速，当所述第一温度差值为负值时，将所述散热风扇转速调节至第二散热风扇转速，其中，所述第一散热风扇转速大于当前散热风扇转速，所述第二散热风扇转速小于所述当前散热风扇转速。
[0008]进一步地，所述节温器控制软件用于检测所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值，当所述第二温度差值为正值时，将所述第一节温器开度调节至第三节温器开度，当所述第二温度差值为负值时，将所述第一节温器开度调节至第四节温器开度，其中，所述第三节温器开度大于所述第一节温器开度，所述第四节温器开度小于所述第一节温器开度。
[0009]进一步地，所述系统还包括水泵；所述水泵的入口与所述电堆的出口连接，所述水泵的出口分别与所述散热风扇的入口、所述节温器的入口连接，所述水泵用于抽送所述电堆出口水至所述第一循环回路与所述第二循环回路，所述水泵还用于根据系统运行功率设置水泵转速，并根据所述水泵转速调节所述电堆入口水的流量。
[0010]进一步地，所述系统还包括温度传感器；所述温度传感器分别与所述电堆的出口、所述水泵的入口连接，所述温度传感器用于检测所述电堆出口水的实际温度。
[0011]第二方面，本公开实施例中提供了一种燃料电池电堆水温控制方法，应用于如第一方面所述的燃料电池电堆水温控制系统，所述方法包括：电堆经由第一循环回路将电堆出口水输送至散热风扇，并经由第二循环回路将电堆出口水输送至节温器；通过所述散热风扇接收所述电堆出口水，并根据所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值设置散热风扇转速，根据所述散热风扇转速对所述电堆出口水进行散热；通过所述节温器接收经由所述第一循环回路的第一电堆出口水和经由所述第二循环回路的第二电堆出口水，并将所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值发送至节温器控制软件；所述节温器控制软件根据所述第二温度差值设置所述第一循环回路的第一节温器开度与所述第二循环回路的第二节温器开度，通过所述节温器接收所述第一节温器开度与所述第二节温器开度；按照所述第一节温器开度与所述第二节温器开度将所述第一电堆出口水和所述第二电堆出口水混合后作为电堆入口水输送至所述电堆的入口。
[0012]进一步地，所述根据所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值设置散热风扇转速，包括：通过所述散热风扇检测所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的
第一温度差值；当所述第一温度差值为正值时，将所述散热风扇转速调节至第一散热风扇转速，当所述第一温度差值为负值时，将所述散热风扇转速调节至第二散热风扇转速，其中，所述第一散热风扇转速大于当前散热风扇转速，所述第二散热风扇转速小于所述当前散热风扇转速。
[0013]进一步地，所述所述节温器控制软件根据所述第二温度差值设置节温器开度，包括：通过所述节温器控制软件检测所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值；当所述第二温度差值为正值时，将所述第一节温器开度调节至第三节温器开度，当所述第二温度差值为负值时，将所述第一节温器开度调节至第四节温器开度，其中，所述第三节温器开度大于所述第一节温器开度，所述第四节温器开度小于所述第一节温器开度。
[0014]第三方面，本公开实施例中提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第二方面中所述的燃料电池电堆水温控制方法的步骤。
[0015]第四方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面中所述的燃料电池电堆水温控制方法的步骤。
[0016]本申请的实施例具有如下优点：本申请实施例提供的燃料电池电堆水温控制系统，系统包括电堆、散热风扇、节温器、第一循环回路与第二循环回路；所述节温器的入口分别与所述散热风扇的出口、所述电堆的出口连接，所述节温器的出口与所述电堆的入口连接，所述电堆的出口还与所述散热风扇的入口连接，所述第一循环回路由所述电堆、所述散热风扇与所述节温器组成，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆水温控制系统，其特征在于，所述系统包括电堆、散热风扇、节温器、第一循环回路与第二循环回路；所述节温器的入口分别与所述散热风扇的出口、所述电堆的出口连接，所述节温器的出口与所述电堆的入口连接，所述电堆的出口还与所述散热风扇的入口连接，所述第一循环回路由所述电堆、所述散热风扇与所述节温器组成，所述第二循环回路由所述电堆与所述节温器组成；所述电堆用于经由所述第一循环回路将电堆出口水输送至所述散热风扇，并经由所述第二循环回路将所述电堆出口水输送至所述节温器；所述散热风扇用于接收所述电堆出口水，并根据所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值设置散热风扇转速，根据所述散热风扇转速对所述电堆出口水进行散热；所述节温器用于接收经由所述第一循环回路的第一电堆出口水和经由所述第二循环回路的第二电堆出口水，并将所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值发送至节温器控制软件；所述节温器还用于接收所述节温器控制软件根据所述第二温度差值设置的所述第一循环回路的第一节温器开度与所述第二循环回路的第二节温器开度，并按照所述第一节温器开度与所述第二节温器开度将所述第一电堆出口水和所述第二电堆出口水混合后作为电堆入口水输送至所述电堆的入口。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆水温控制系统，其特征在于，所述散热风扇还用于检测所述电堆出口水的实际温度和目标散热风扇出口水温的第一温度差值，当所述第一温度差值为正值时，将所述散热风扇转速调节至第一散热风扇转速，当所述第一温度差值为负值时，将所述散热风扇转速调节至第二散热风扇转速，其中，所述第一散热风扇转速大于当前散热风扇转速，所述第二散热风扇转速小于所述当前散热风扇转速。3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆水温控制系统，其特征在于，所述节温器控制软件用于检测所述电堆出口水的实际温度与所述电堆的目标出口水温的第二温度差值，当所述第二温度差值为正值时，将所述第一节温器开度调节至第三节温器开度，当所述第二温度差值为负值时，将所述第一节温器开度调节至第四节温器开度，其中，所述第三节温器开度大于所述第一节温器开度，所述第四节温器开度小于所述第一节温器开度。4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆水温控制系统，其特征在于，所述系统还包括水泵；所述水泵的入口与所述电堆的出口连接，所述水泵的出口分别与所述散热风扇的入口、所述节温器的入口连接，所述水泵用于抽送所述电堆出口水至所述第一循环回路与所述第二循环回路，所述水泵还用于根据系统运行功率设置水泵转速，并根据所述水泵转速调节所述电堆入口水的流量。5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆水温控制系统，其特征在于，所述系统还包括温度传感器；所述温度传感器分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭嘉旗，曹久鹤，孙大伟，
申请(专利权)人：南京氢创能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：