[发明专利]一种燃料电池冷却液温度控制方法、系统及其控制器

权利要求书

1.一种燃料电池冷却液温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集燃料电池电堆冷却液出口实时温度值、电堆输出电流及输出电压，并采集环境温度；根据调度电流查找冷却液出口目标值温度、温差设定值和初始风扇个数；

S2.判断冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值之差是否小于温差设定值，若是，则启动风扇控制策略，根据采集的电堆输出电流及输出电压计算电堆产热功率，再根据电堆产热功率、环境温度和初始风扇个数计算风扇初始占空比；根据冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值的差值，通过PI控制算法得到风扇调节占空比；由风扇初始占空比和风扇调节占空比之和得到风扇占空比，再执行步骤S3；否则，执行步骤S1；

S3.判断风扇占空比是否小于最小设定占空比，若是，则减少风扇个数，执行步骤S6；否则，再判断风扇占空比是否大于最大设定占空比，若是，则增加风扇个数，执行步骤S4，否则执行步骤S6；

S4.判断是否达到风扇启动延时，若是，则执行步骤S6；否则，执行步骤S5；

S5.根据环境温度、电堆产热功率、风扇优化前个数计算风扇初始占空比；根据冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值的差值，通过PI控制算法得到风扇调节占空比；由风扇初始占空比和风扇调节占空比之和得到风扇占空比，再执行步骤S7；

S6.根据环境温度、电堆产热功率、风扇优化后个数计算风扇初始占空比；根据冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值的差值，通过PI控制算法得到风扇调节占空比；由风扇初始占空比和风扇调节占空比之和得到风扇占空比，再执行步骤S7；

S7.输出风扇占空比控制风扇转速，使产热与散热达到平衡，从而稳定冷却液温度。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却液温度控制方法，其特征在于，计算风扇初始占空比的方法为：通过采集的电堆输出电流及输出电压计算电堆产热功率，根据电堆产热功率和风扇入口的环境温度得到电堆所需的散热风量，再根据散热风量、风扇个数和风扇风量曲线计算出风扇初始占空比。

3.一种燃料电池冷却液温度控制器，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集燃料电池电堆冷却液出口实时温度值、电堆输出电流及输出电压，并采集环境温度；根据调度电流查找冷却液出口目标值温度、温差设定值和初始风扇个数；

判断模块，用于判断冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值之差是否小于温差设定值，若大于或等于温差设定值，则转至采集模块；若小于温差设定值，则启动风扇控制策略，转至计算模块；

计算模块，用于根据采集的电堆输出电流及输出电压计算电堆产热功率，再根据电堆产热功率、环境温度和初始风扇个数计算风扇初始占空比；根据冷却液出口目标温度值与冷却液出口实时温度值的差值，通过PI控制算法得到风扇调节占空比；由风扇初始占空比和风扇调节占空比之和得到风扇占空比；

选择模块，用于判断计算模块得到的风扇占空比是否大于等于最小设定占空比，且小于等于最大设定占空比，若是，则直接输出风扇占空比控制风扇转速；若小于最小设定占空比，则减少风扇个数，重新计算风扇占空比并用于控制风扇转速；若大于最大设定占空比，则增加风扇个数，并考虑风扇启动延时，在达到风扇启动延时之前，风扇个数按变化前计算风扇占空比，达到风扇启动延时之后，风扇个数按变化后计算风扇占空比，再输出风扇占空比控制风扇转速，使产热与散热达到平衡，从而稳定冷却液温度。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池冷却液温度控制器，其特征在于，计算风扇初始占空比的方法为：通过采集的电堆输出电流及输出电压计算电堆产热功率，根据电堆产热功率和风扇入口的环境温度得到电堆所需的散热风量，再根据散热风量、风扇个数和风扇风量曲线计算出风扇初始占空比。