[发明专利]一种燃料电池的温度控制方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池的温度控制方法，步骤为：1)确定燃料电池当前的最佳运行温度；2)采集燃料电池的实时温度；3)当所述实时温度大于所述最佳运行温度，且当前处于小循环模式或者小‑大循环模式时，仅控制节温器的开度，调节经过大循环模式的流量，以使燃料电池的实时温度维持在所述最佳运行温度；当所述实时温度大于所述最佳运行温度，且当前处于大循环模式，则控制调节风扇转速。本发明在进行燃料电池的温度调节过程中，通过在不同时间对节温器和风扇进行状态控制，能够避免控制过程中造成的耦合关系，从而保证温度控制过程中的稳定。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池的温度控制方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效、清洁的能源转换装置，非常适合作为移动能源转换装置，将氢能转换为电能，为汽车提供能量。

当前技术状态下，质子交换膜燃料电池的运行温度一般在60-80℃，和环境温度温差较小，且需要保持电堆出入口温度差在一定的范围内，这就给燃料电池发动机的温度控制带来了一定的挑战。

目前燃料电池发动机的散热系统一般包括水泵、风扇、散热器、节温器。其中节温器多采用机械节温器，机械节温器的开度受节温器入口温度控制，无法主动调节；风扇采用成组控制，根据电堆出口温度决定开启的个数或者开启的开度，在燃料电池发动机功率频繁变动时由于产热量的变化，会造成节温器反复开关和风扇的频繁启动，水温及温差波动明显，对运行温度控制稳定性及燃料电池发动机的寿命及均造成较大影响；因此，现有的控制方法均存在燃料电池温度控制过程稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池的温度控制方法，以解决温度控制过程温度性差的问题。

为解决上述技术问题而提供一种燃料电池的温度控制方法，步骤为：

1)确定燃料电池当前的最佳运行温度；

2)采集燃料电池的实时温度；

3)当所述温度大于所述最佳运行温度，且当前处于小循环模式或者小-大循环模式时，仅控制节温器的开度，调节经过大循环模式的流量，以使燃料电池的实时温度维持在所述最佳运行温度；当所述实时温度大于所述最佳运行温度，且当前处于大循环模式，则控制调节风扇转速；

其中，小循环模式为流量全部未经过散热装置；小-大循环模式为流量的其中一部分经过散热装置，另一部分未经过散热装置；大循环模式为流量全部经过散热装置。

有益效果是：本发明燃料电池的温度控制方法，根据温度比较信息和实时温度控制所处的运行模式控制具体的调节策略，当根据温度比较信息判断需要进行温度调节时，若当前处于小循环模式或者小-大循环模式时，仅控制节温器的开度，若当前处于大循环模式时，则控制风扇转速，使得节温器的控制和风扇转速的控制分开动作，有效避免节温器控制与风扇转速控制相耦合，造成温度波动较大，从而保证了燃料电池温度控制过程的稳定，进而能够提高燃料电池的寿命。

进一步的，步骤2)中所述实时温度为燃料电池入口的温度。入口温度更直接的反应了燃料电池的温度，从而可以更快、更准确的进行温度的调节控制。

进一步的，步骤1)中根据燃料电池运行的电流密度确定所述最佳运行温度。根据实际运行的电流密度确定的最佳运行温度更加准确。

进一步的，通过PI控制调节经过散热装置的流量。采用PI控制，有利于燃料电池维持在最佳运行温度。

进一步的，通过PI控制调节风扇转速。通过控制转速，可以加强对更高温度的调节控制。

附图说明

图1为本发明燃料电池温度控制系统示意图；

图2为本发明燃料电池温度控制流程图；

图3为本发明燃料电池小循环模式温度控制示意图；