[发明专利]一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统

权利要求书

1.一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于，包括步骤：

燃料电池堆、温度传感器、水箱、散热器、单向变量液压泵、电导率传感器及控制模块，所述散热器、所述单向变量液压泵及所述燃料电池堆之间相互通过冷却液管路连通，以形成冷却循环回路，所述单向变量液压泵驱动纳米流体冷却液在所述冷却循环回路中流动；

所述水箱设置于所述冷却循环回路中，与所述燃料电池堆及所述单向变量液压泵之间的冷却液管路连通，所述水箱内装载有纳米流体冷却液；所述电导率传感器设置于所述冷却循环回路中，与所述燃料电池堆及所述散热器之间的冷却管路连通，以监测所述冷却循环回路中纳米流体冷却液的电导率；

所述控制模块包括变频驱动单元、直流调速器及主控器，所述主控器分别与所述温度传感器、所述电导率传感器、所述变频驱动单元及所述直流调速器通信连接；

所述温度传感器的数量为两个，两个所述温度传感器皆设置于所述冷却循环回路中，且两个所述温度传感器分别连通所述燃料电池堆进口及出口处的冷却管路连通，以分别获取所述燃料电池堆进口及出口处纳米流体冷却液的温度，并将获取到的温度传输至所述主控器内；

所述变频驱动单元与所述单向变量液压泵通信连接，以使所述主控器通过所述变频驱动单元调节所述单向变量液压泵的流量，所述直流调速器与所述散热器通信连接，以使所述主控器通过所述直流调速器控制所述散热器风扇端的电压，从而控制所述散热器风扇的转速；

所述单向变量液压泵的流量通过流量跟随功率函数，利用所述变频驱动单元进行控制；所述流量跟随功率函数的控制策略为：根据液冷PEMFC系统产热和散热原理以及所述单向变量液压泵的调节特性，为达到预设温差，对每个电流或功率值时系统散热所需的流量和相对应的所述单向变量液压泵频率进行推导、修正和调整，获取所述单向变量液压泵的频率值。

2.如权利要求1所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述纳米流体冷却液为一种基于复合粒子的纳米流体冷却液。

3.如权利要求2所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述纳米流体冷却液中阳离子表面活性剂的浓度为2.2%。

4.如权利要求1所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述散热器的控制为：利用CARIMA模型的GPC预测控制器来控制所述散热器中风扇两端的电压，以控制该风扇的转速。

5.如权利要求4所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述GPC预测控制器通过GPC算法将纳米流体冷却液在所述燃料电池堆入口处的温度和预期电堆温度作为CARIMA模型的输入，经过模型预测、滚动优化、反馈校正之后，以所述散热器中风扇端的电压作为输出，从而得到散热器风扇端的电压。

6.如权利要求1所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述水箱上还设置有注入所述纳米流体冷却液的进水口，从所述进水口进入所述水箱内的所述纳米流体冷却液的温度为65℃-75℃。

7.如权利要求1所述的一种基于小颗粒布朗运动纳米流体的车用温控系统，其特征在于：

所述燃料电池进出口处的所述纳米流体冷却液的预设温差小于6℃。