【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体是一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法。
技术介绍
1、燃料电池是将化学能直接转化成电能的装置，拥有对环境污染小，功率密度高等优点，在汽车等领域拥有较大的应用前景。燃料电池的能量转换效率约为50%，另外约50%的能量会以热能的形式散发出。如果散热不良，就会导致最高温度超过燃料电池的设计温度会对燃料电池的总效率，寿命及稳定性造成影响。因此，热管理系统需要确保燃料电池在可靠高效的温度范围内运行。
2、目前在车载燃料电池热管理系统
，针对燃料电池的热管理系统侧重于对热管理系统的散热能力。在温度控制方法方面研究较为单一，无法对不同温度环境做出的响应，影响燃料电池的温度控制效果。其次，热管理系统的散热风扇和水泵等附件消耗的功率较大，在保证燃料电池温度的同时，最大化燃料电池和热管理系统的净输出功率，提高燃料电池系统能效也是亟需研究的内容。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术提出一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，所述方法包括以下步骤：
4、基于多核处理器的燃料电池控制器，将燃料电池热管理系统的任务分配至处理器的三个核cpu0，cpu1，cpu2中并行；
5、将燃料电池能效优化方法分配至多核处理器的第一个核cpu0中并行，通过cpu0将能效优化算法计算出的最优
6、将燃料电池热管理系统控制算法分配至多核处理器的第二个核cpu1中并行，通过cpu1读取共享存储器中实时更新的最优温度值来不断修正控制目标；
7、将燃料电池热管理系统的诊断监控任务分配至多核处理器的第三个核cpu2中并行，通过cpu2诊断监控燃料电池的当前温度，判断是否停止燃料电池工作。
8、作为本专利技术进一步的技术方案，所述通过cpu0将能效优化算法计算出的最优温度值写入共享存储器中的步骤包括：
9、实时获取燃料电池所处环境温度；
10、实时获取燃料电池的负载电流；
11、实时获取燃料电池的输出功率；
12、实时获取热管理系统附件的消耗功率，其中，所述热管理系统附件包括风扇、水泵和节温器；
13、实时获取燃料电池的当前温度；
14、在燃料电池正常工作温度范围内，以总能效最大化为目标，通过能效优化算法根据环境温度、负载电流、输出功率、消耗功率和燃料电池的当前温度在线计算出当前状态下的最优温度值；
15、判断能效优化算法计算出的最优温度值是否超出燃料电池正常工作温度阈值；
16、若所述最优温度值未超出燃料电池正常工作温度阈值，将所述最优温度值写入共享存储器；
17、触发中断，等待cpu1读取共享存储器数据；
18、若cpu1读取共享存储器数据完成，清除中断；
19、进入下一次循环。
20、作为本专利技术进一步的技术方案，所述总能效通过以下公式确定：
21、；
22、其中，ptot表示总能效，pst为燃料电池的输出功率，pc为热管理系统附件消耗的总功率。
23、作为本专利技术进一步的技术方案，所述总能效通过以下公式确定：
24、
25、其中，η表示总能效，pst为燃料电池的输出功率，pc为热管理系统附件消耗的总功率。
26、作为本专利技术进一步的技术方案，所述能效优化算法采用遗传算法。
27、作为本专利技术进一步的技术方案，所述通过cpu1读取共享存储器中实时更新的最优温度值来不断修正控制目标的步骤包括：
28、获取燃料电池的当前温度；
29、触发中断，开始计时；
30、cpu1读取共享存储器中实时更新的最优温度值；
31、若cpu0未更新数据，等待cpu0更新数据；
32、若等待超预设时间，则使用上次读取的最优温度值，清除中断；
33、若cpu0在计时时间内更新数据，读取更新的最优温度值，清除中断；
34、结束计时；
35、以读取最新的最优温度值为控制燃料电池温度目标，热管理系统控制算法计算出热管理系统附件参数，所述热管理系统附件参数包括散热风扇转速、水泵转速和节温器开度；
36、根据所述热管理系统控制算法计算出的热管理系统附件参数，对热管理系统附件进行控制。
37、作为本专利技术进一步的技术方案，所述热管理系统控制算法采用自适应模糊pid算法。
38、作为本专利技术进一步的技术方案，所述通过cpu2诊断监控燃料电池的当前温度，判断是否停止燃料电池工作的步骤包括：
39、获取燃料电池的当前温度；
40、若燃料电池的当前温度未超过温度预警值，返回获取燃料电池的当前温度的步骤；
41、若燃料电池的当前温度超过温度预警值，接管燃料电池热管理系统控制；
42、将散热风扇和水泵转速调节至最大，节温器全开；
43、若燃料电池的当前温度未超过阈值，返回获取燃料电池的当前温度的步骤；
44、若燃料电池的当前温度超过阈值，燃料电池停止工作。
45、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，本专利技术提出了结合温度控制和对能效提升的燃料电池热管理方法；可以提高燃料电池不同环境下都可以保持高能效状态。本专利技术提出了对热管理系统利用多核处理器来实现任务并行的方法，减少了程序运行的时间，可以提高控制的实时性。
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1.一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述通过CPU0将能效优化算法计算出的最优温度值写入共享存储器中的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述总能效通过以下公式确定：
4.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述总能效通过以下公式确定：
5.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述能效优化算法采用遗传算法。
6.根据权利要求1所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述通过CPU1读取共享存储器中实时更新的最优温度值来不断修正控制目标的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述热管理系统控制算法采用自适应模糊PID算法。
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【技术特征摘要】
1.一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述通过cpu0将能效优化算法计算出的最优温度值写入共享存储器中的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述总能效通过以下公式确定：
4.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料电池热管理系统优化控制方法，其特征在于，所述总能效通过以下公式确定：
5.根据权利要求2所述的一种基于多核芯片的燃料...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱仲文，李子涵，王维志，佟强，江维海，李丞，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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