CN104216439B - 用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法 - Google Patents

用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104216439B
CN104216439B CN201310647745.2A CN201310647745A CN104216439B CN 104216439 B CN104216439 B CN 104216439B CN 201310647745 A CN201310647745 A CN 201310647745A CN 104216439 B CN104216439 B CN 104216439B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
pump
rpm
electronic unit
bid values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310647745.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104216439A (zh
Inventor
全淳
全淳一
李圭
李圭一
金大钟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN104216439A publication Critical patent/CN104216439A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104216439B publication Critical patent/CN104216439B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/425—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

本发明提供一种用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法。用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的装置，包括：监控器，配置为通过多个温度传感器，收集电子部件测量温度和冷却剂测量温度；和控制器，配置为基于上述测量温度和电子部件温度图、冷却剂温度图及表示电子部件与冷却剂之间温差的温差图中的至少一个，控制泵的RPM，该控制器使用每个温度图的过温设置信息和过温重置信息，控制泵的RPM。

Description

用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法。
背景技术
一般来说，燃料电池由产生电化学反应的电极、用于将电化学反应产生的氢离子转移的电解质膜、和用于支承该电极和电解质膜的双极板组成。
当燃料电池在满功率状态下工作时，燃料电池车中包含的电子部件被加热到80℃，因此，这些电子部件必须要用冷却剂来冷却。
图1示出现有技术的燃料电池车的电子部件和冷却剂回路。
参照图1，该燃料电池车包括电动机10、用于该电动机的逆变器20、高电压DC-DC转换器30，（在下文中，称为HV DC-DC）和低电压DC-DC转换器40（在下文中，称为LV DC-DC）。
由于成本和包装的问题，为每个电子部件设置单独的冷却剂回路是困难的。于是，电子器件用串联和并联的冷却剂回路连接并通过泵50进行冷却。这就需要进行有效的冷却控制。
然而，由于泵50基于附属于该冷却剂回路的冷却剂温度传感器（未示出）的信号而被驱动，因此现有的冷却控制技术不能有效地对执行绝缘栅双极型晶体管（IGBT：Insulated Gate Bipolar mode Transistor）开关切换的逆变器20、HV DC-DC转换器30和LV DC-DC转换器40的冷却进行控制。为了解决这个问题，即使在冷却剂温度传感器信号指示相对低的温度时，现有的冷却控制技术也会过度地驱动泵50。这会降低燃料效率，产生噪音。
在这个背景技术章节中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解。
发明内容
本发明致力于提供一种用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法，其优点在于能有效控制电动机和执行IGBT开关转换的电子部件的工作温度，将其保持在可允许范围，其中上述电动机和电子部件通过串联和并联的冷却剂回路连接。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法，其在过渡运行时段通过泵的最低运行，降低噪音，在除高扭矩区域外的运行区域使该泵的运行最小化，从而提高燃料效率。
本发明的一示例性实施例提供一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的装置，包括：监控器，配置为通过多个温度传感器，收集上述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；和控制器，配置为基于上述测量温度和电子部件温度图、冷却剂温度图及表示上述电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，控制上述泵的RPM，上述控制器使用每个温度图的过温设置信息和过温重置信息，控制上述泵的RPM。
本发明的另一实施例提供一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的装置，包括：监控器，配置为通过多个温度传感器，收集上述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；和控制器，配置为基于上述测量温度和电子部件温度图、冷却剂温度图及表示上述电子部件与冷却剂之间温差的温差图中的至少一个，控制上述泵的RPM，上述控制器执行前馈（FF：feed-forward）控制，该前馈控制中基于电动机扭矩参考值和逆变器温度，检测出高扭矩和高温状态持续预定时间后，优先增加上述泵的RPM。
上述电子部件可以包括电动机、逆变器、高电压DC-DC转换器和低电压DC-DC转换器中的至少一个，上述温度图可以包括根据上述测量温度的用于冷却控制的泵RPM命令值信息。
基于上述电子部件温度图、冷却剂温度图和温差图，上述控制器可以推导出对于由上述监控器收集的上述电子部件和冷却剂的测量温度的泵RPM命令值。当电动机温度、逆变器温度、HV DC-DC转换器温度、LV DC-DC转换器温度和上述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个超过预定的过温参考值时，上述控制器可以确定与上述温度对应的电子部件处于过温设置状态，并且施加通过上述温度图推导出的泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
当所有上述测量温度低于上述过温参考值并且车速不低时，上述控制器可以施加通过上述温度图推导出的上述泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
当上述电动机扭矩参考值高于用于判断高扭矩的第一参考值并且上述逆变器温度高于用于判断高温的第二参考值的状态保持与预定的第三参考值对应的时间时，上述控制器可以启动用于将上述泵的RPM设置为高于正常值的前馈控制。
当上述电动机扭矩参考值低于与高扭矩状态对应的第四参考值并且上述逆变器温度低于与高温状态对应的第五参考值的状态保持与预定的第六参考值对应的时间时，上述控制器可以取消上述前馈控制，并且使上述泵RPM返回正常值。
上述控制器可以检测上述车辆处于怠速和慢行速度区域的过渡运行时段，并且施加预定的低RPM作为最终的泵RPM命令值。
本发明的另一实施例提供一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的方法，包括：通过监控器，收集上述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；基于电子部件温度图、冷却剂温度图和表示上述电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，推导出与上述测量温度对应的泵RPM命令值；基于每个温度图，检查关于每个测量温度的过温状态，并且设置每个测量温度的过温设置状态和过温重置状态；基于电动机扭矩参考值和逆变器温度，当高扭矩和高温状态保持预定时间时，执行用于增加上述泵的RPM的前馈控制；和当上述前馈控制条件未满足并且上述测量温度中的至少一个与上述过温设置状态（OT_Set）对应时，施加通过上述温度图推导出的上述泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
上述推导出上述泵RPM命令值的步骤，可以包括：推导出对于电动机温度、逆变器温度、高电压DC-DC转换器温度、低电压DC-DC转换器温度和上述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个的泵RPM命令值。
上述设置过温设置状态和过温重置状态的步骤，可以包括：检查电动机温度、逆变器温度、高电压DC-DC转换器温度、低电压DC-DC转换器温度和上述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个是否与过温状态对应。
上述执行前馈控制的步骤，可以包括：启动前馈控制后，推导出前馈泵RPM命令值作为大于最大泵RPM的预定百分比的值；和施加对于上述测量温度的泵RPM命令值和上述前馈泵RPM命令值之中的最大值作为最终的泵RPM命令值。
上述方法还可以包括：当上述前馈控制条件未满足，每个测量温度与上述过温重置状态对应并且车辆处于停车状态、空档状态或与低于预定速度的速度对应的低速状态时，控制最终的泵RPM命令值成为低于最大泵RPM的预定百分比的值。
附图说明
图1示出现有技术的燃料电池车的电子部件和冷却剂回路。
图2是示出本发明的示例性实施例的用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置的框图。
图3示出本发明的示例性实施例的用于冷却控制的温度图。
图4是示出本发明的示例性实施例的用于控制车辆的电子部件的冷却的方法的流程图。
图5示出对现有技术的方法的电子部件冷却控制结果与本发明的示例性实施例的方法的电子部件冷却控制结果进行比较的曲线图。
具体实施方式
现参考附图，详细描述本发明的示例性实施例的用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法。
图2是示出本发明的示例性实施例的用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置的框图。
参考图2，用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置100包括用于收集燃料电池车的电子部件的测量温度的监控器110和基于上述测量温度控制泵的RPM的控制器120。
上述电子部件可以包括电动机、逆变器、HV DC-DC和LV DC-DC。上述燃料电池车的冷却剂回路被串联和并联连接，并通过泵来冷却上述电子部件。
监控器110通过电动机温度传感器111、逆变器温度传感器112、HV DC-DC温度传感器113、LV DC-DC温度传感器114和冷却剂温度传感器115，实时收集上述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度。
此外，监控器110可以连同车辆中的控制器（未示出）监控车辆的整体工作状态，例如档速（shift-speed）、车速等。
基于电子部件温度图、冷却剂温度图和表示该电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，控制器120控制泵的RPM。此处，利用上述温度图的过温设置（OT_Set：over-temperature set）信息和过温重置（OT_Reset：over-temperature reset）信息，控制器120有效控制泵的RPM。
图3示出本发明的示例性实施例的用于冷却控制的温度图。
参考图3，控制器120存储电动机温度图A1、逆变器温度图B1、HV DC-DC温度图C1、LV DC-DC温度图D1、冷却剂温度图E1和表示电子部件与冷却剂之间的温差的温差图F1。
图3中，温度由Tn_A、Tn_B、Tn_C、Tn_D、Tn_E和Tn_F表示，与这些温度对应的泵RPM命令值由Rm_A、Rm_B、Rm_C、Rm_D、Rm_E和Rm_F表示。
基于电子部件温度图A1、B1、C1和D1、冷却剂温度图E1和温差图F1，控制器120推导出对于由监控器110收集的电子部件和冷却剂的温度的泵RPM命令值。
例如，在温度T2_A、T2_B、T2_C、T2_D、T2_E和T2_F的情形中，能够推导出与这些温度对应的的泵RPM命令值R2_A、R2_B、R2_C、R2_D、R2_E和R2_F。
基于由监控器110收集的测量温度和电子部件温度图A1、B1、C1和D1、冷却剂温度图E1和温差图F1中的至少一个，控制器120控制泵的RPM。详细控制方法通过下列实施例进行描述。
示例性实施例1
利用每个温度图的过温设置（OT_Set）信息和过温重置（OT_Reset）信息，控制器120控制泵的RPM。
控制器120事先在每个温度图中设置用于检查过温状态的过温参考值。当电动机温度、逆变器温度、HV DC-DC温度、LV DC-DC温度、冷却剂代表温度和电子部件与冷却剂之间的温差高于过温参考值时，控制器120确定这些温度对应于过温状态（OT_Set）。当这些温度低于过温参考值时，控制器120确定这些温度对应于过温重置状态（OT_Reset）。
当控制器120确认电动机温度、逆变器温度、HV DC-DC温度、LV DC-DC温度、冷却剂代表温度和上述温差中的至少一个对应于过温状态（OT_Set）时，控制器120能够施加对于上述测量温度的泵RPM命令值Rm_A至Rm_F中的最大值作为最终的泵RPM命令值。
而且，当控制器120确定上述测量温度低于过温参考值时，控制器120能够施加最终的泵RPM命令值作为正常值。此处，正常值可以是基于在下文中详细描述的温度图推导出的泵RPM命令值中的一个，或者是泵RPM命令值的平均值。
示例性实施例2
控制器120可以基于电动机扭矩参考值和逆变器温度，检测出高扭矩和高温状态持续预定时间，以便优先执行用于增加泵的RPM的前馈（FF）控制。
通过下列实施例，对FF控制条件进行详细描述，用于该控制条件的参考值可以设置如下。
-TH1和TH4是指关于电动机高扭矩状态的参考值，当电动机参考扭矩的最大值是100%时，TH1和TH4可以被设置为20至100%范围内的值。
-TH2和TH5是指关于逆变器高温状态的参考值，其可以被设置为20℃至70℃范围内的值。
-TH3和TH6是指电动机高扭矩状态和逆变器高温状态被保持的参考持续时间，其可以被设置为0.5至10秒范围内的值。
上述参考值不限于上述的值，能够应用通过各种实验推导出的最优值作为上述参考值。
（1）FF控制开启（On）条件：（电动机扭矩参考值≥TH1）且（逆变器温度≥TH2）且（持续时间≥TH3）：
当电动机扭矩参考值高于第一参考值TH1，逆变器温度高于第二参考值TH2的状态保持与第三参考值TH3对应的时间时，控制器120可以启动FF控制。此处，通过FF控制，泵的RPM可以被设置为高于正常值。
虽然在上述控制条件下，电动机扭矩参考值可以被用于检查车速是高还是低，但是由于电动机扭矩参考值可能根据路面的坡度，变得与实际车速不同，因此所述电动机扭矩参考值需要与车速区分（需要与应用车速的情况区分）。
即，在应用车速的情况下，当车辆行驶在陡峭的上坡路时，由于路面的负载，即使电动机扭矩参考值高于与高速控制对应的第一参考值TH1，实际车速也会降低，因此，尽管是高温的情况，冷却性能还是变差。
相反，当车辆行驶在陡峭的下坡路时，由于下坡加速度，即使电动机扭矩参考值低于与低速控制对应的第一参考值TH1，实际车速也会增加，因此，过度的冷却控制被多余地执行。
（2）FF控制关闭（OFF）条件：（电动机扭矩参考值<TH4）且（逆变器温度<TH5）且（持续时间≥TH6）：
当电动机扭矩参考值低于第四参考值TH4，逆变器温度低于第五参考值TH5，并且这种状态保持与第六参考值TH6对应的时间时，控制器120可以取消FF控制，并且将泵的RPM返回到正常值。
（3）FF控制开启时的RPM命令值：R_FF：
在FF控制启动后，控制器120可以推导出FF泵RPM命令值R_FF。此处，R_FF可以是表示大于或等于最大泵RPM的预定百分比（例如，40%）的高RPM的值。
控制器120可以检测车辆处于怠速和慢行速度区域的过渡驾驶时段，并且只要未发生电子部件的冷却问题，就使泵的运行最小化，从而降低噪音。
例如，当档位（shift range）处于驻车档P或空档N或者车速低，并且基于温度图，所有电子部件的温度与低温状态OT_Reset对应，FF控制处于关闭（OFF）时，控制器120可以施加低RPM R_min作为最终的泵RPM命令值。在这里，R_min可以是表示小于最大泵RPM的预定百分比（例如，40%）的低RPM的值。
示例性实施例3
下面将描述基于上述包括第一和第二实施例的冷却控制装置100的结构的本发明的示例性实施例的用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的方法。
图4是示出本发明的示例性实施例的用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的方法的流程图。
参考图4，冷却控制装置100可以通过监控器110收集电子部件温度和冷却剂温度（S101）。
冷却控制装置100可以基于温度图A1至F1，推导出对于电子部件温度的泵RPM命令值Rm_A至Rm_F（S102）。
对步骤S102进行详细描述。
冷却控制装置100可以基于电动机温度图A1，推导出对于电动机温度的泵RPM命令值Rm_A。
冷却控制装置100可以基于逆变器温度图B1，推导出对于逆变器温度的泵RPM命令值Rm_B。
冷却控制装置100可以基于HV DC-DC温度图C1，推导出对于HV DC-DC温度的泵RPM命令值Rm_C。
冷却控制装置100可以基于LV DC-DC温度图D1，推导出对于LVDC-DC温度的泵RPM命令值Rm_D。
冷却控制装置100可以基于冷却剂温度图E1，推导出对于当前冷却剂代表温度的泵RPM命令值Rm_E。
冷却控制装置100可以基于温差图F1，推导出对于当前温差的泵RPM命令值Rm_F，其中，当前温差是电子部件与冷却剂代表温度之间的温差。
冷却控制装置100可以基于对应的温度图A1至F1，检查每个电子部件的过温状态，并且当对应的电子部件的温度超出过温参考值时，设置过温参考值（S103）。
下面进一步对步骤S103进行描述。
冷却控制装置100可以基于电动机温度图A1，检查当前的电动机温度是否与过温状态对应，并且当当前的电动机温度对应于过温状态时，设置OT_A。
冷却控制装置100可以基于逆变器温度图B1，检查当前的逆变器温度是否与过温状态对应，并且当当前的逆变器温度对应于过温状态时，设置OT_B。
冷却控制装置100可以基于HV DC-DC温度图C1，检查当前的HV DC-DC温度是否与过温状态对应，并且当当前的HV DC-DC温度对应于过温状态时，设置OT_C。
冷却控制装置100可以基于LV DC-DC温度图D1，检查当前的LVDC-DC温度是否与过温状态对应，并且当当前的LV DC-DC温度对应于过温状态时，设置OT_D。
冷却控制装置100可以基于冷却剂温度图E1，检查当前的冷却剂代表温度是否与过温状态对应，并且当当前的冷却剂代表温度对应于过温状态时，设置OT_E。
冷却控制装置100可以基于温差图F1，检查当前的温差是否与过温状态对应，并且当当前的温差对应于过温状态时，设置OT_F。
冷却控制装置100可以检查FF控制开启条件是否满足，该FF控制开启条件是电动机扭矩参考值高于第一参考值TH1并且逆变器温度高于第二参考值TH2的持续时间比与第三参考值TH3对应的时间长（S104）。
当在步骤S104中FF控制开启条件满足时，冷却控制装置100可以启动泵FF控制，并且推导出根据FF控制的泵RPM命令值R_FF（S105）。
冷却控制装置100可以施加Rm_A至Rm_F和R_FF中的最大值作为最终的泵RPM命令值（S106）。
当在步骤S104中FF控制开启条件不满足时，冷却控制装置100可以检查电子部件的温度中的至少一个是否与过温状态对应（S107）。
当冷却控制装置100确认电子部件的温度中的至少一个与过温状态对应时，冷却控制装置可以施加泵RPM命令值Rm_A至Rm_F中的最大值作为最终的泵RPM命令值（S108）。
当在步骤S107中，冷却控制装置100确定电子部件的温度不与过温状态对应时，冷却控制装置100可以检查车速是否低（S109）。
例如，当档位与停车档P或空档N对应或者车速低于20kph时，冷却控制装置100施加R_min作为最终的泵RPM命令值（S110）。
当车辆不处于上述条件下的低速状态时，冷却控制装置100可以执行步骤S108。
在步骤S106后，如果电动机扭矩参考值低于第四参考值TH4并且逆变器温度低于第五参考值TH5的状态保持与第六参考值TH6对应的时间，那么泵FF状态能够被关闭。
当电子部件和冷却剂的温度低于过温参考值时，关于电子部件温度图A1、B1、C1和D1，冷却剂温度图E1以及温差图F1的过温状态可以被取消。当过温状态被取消时，过温设置可以被重置（OT_A Reset至OT_F Reset）。
图5示出对现有技术的方法的电子部件冷却控制结果与本发明的示例性实施例的控制方法的电子部件的冷却控制结果进行比较的曲线图。
参考图5，在相同车辆和运行条件下，现有技术的电子部件冷却控制方法指示泵的主要过渡运行区域，该泵在过渡运行时段过度地被驱动，从而降低了燃料效率并且产生过量的噪音。
另一方面，本发明的示例性实施例的电子部件冷却控制方法可以在过渡运行时段通过泵的最低运行降低噪音，由此解决车辆在高功率运行后在车辆慢行或怠速期间由泵引起的噪音问题。
能够从除电动机的高扭矩区域以外的市区功率计驾驶安排（UDDS：UrbanDynamometer Driving Schedule）模式的测试结果得以确认：与现有技术的方法相比，燃料效率提高了1%以上。
而且，能够执行使用电子部件，例如电动机、逆变器、HV DC-DC、LV DC-DC等的工作温度和过温设置及重置信息的泵RPM控制，从而将用串联和并联的冷却剂回路连接起来的电子部件的工作温度保持在可允许范围内。
本发明的示例性实施例可以通过用于执行与上述实施例结构对应的功能的程序和存储该程序的记录介质以及上述装置和/或方法来实施，这种实施方案（implementation）能够由上述实施例所属的本领域技术人员实现。
虽然已经结合目前被认为是实践性示例性实施例的实施例来描述了本发明，但应当理解，本发明不局限于所公开的实施例，恰恰相反，其可以涵盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变形和等效配置。

Claims (16)

1.一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的装置，其特征在于，包括：
监控器，配置为通过多个温度传感器，收集所述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；和
控制器，配置为基于所述测量温度和电子部件温度图、冷却剂温度图及表示所述电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，控制所述泵的RPM，所述控制器使用所述的每个温度图和所述温差图的过温设置信息和过温重置信息，控制所述泵的RPM，
其中，当电动机温度、逆变器温度、高电压DC-DC转换器温度、低电压DC-DC转换器温度和所述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个超过预定的过温参考值时，所述控制器配置为确定与所述温度对应的电子部件处于过温设置状态，并且施加通过所述温度图推导出的泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述电子部件包括电动机、逆变器、高电压DC-DC转换器和低电压DC-DC转换器中的至少一个，所述温度图包括根据所述测量温度的用于冷却控制的泵RPM命令值信息。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步配置为：
基于所述电子部件温度图、冷却剂温度图和温差图，推导出对于由所述监控器收集的所述电子部件和冷却剂的测量温度的泵RPM命令值。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
当所有所述测量温度低于所述过温参考值并且车速不低时，所述控制器配置为施加通过所述温度图推导出的所述泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器配置为：
检测所述燃料电池车处于怠速和慢行速度区域的过渡运行时段，并且施加预定的低RPM作为最终的泵RPM命令值。
6.一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的装置，其特征在于，包括：
监控器，配置为通过多个温度传感器，收集所述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；和
控制器，配置为基于所述测量温度和电子部件温度图、冷却剂温度图及表示所述电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，控制所述泵的RPM，所述控制器执行前馈控制，所述前馈控制中基于电动机扭矩参考值和逆变器温度，检测出高扭矩和高温状态持续预定时间后，优先增加所述泵的RPM。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述电子部件包括电动机、逆变器、高电压DC-DC转换器和低电压DC-DC转换器中的至少一个，所述温度图包括根据所述测量温度的用于冷却控制的泵RPM命令值信息。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述控制器基于所述电子部件温度图、冷却剂温度图和温差图，推导出对于由所述监控器收集的所述电子部件和冷却剂的测量温度的泵RPM命令值。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
当所述电动机扭矩参考值高于用于判断高扭矩的第一参考值并且所述逆变器温度高于用于判断高温的第二参考值的状态保持与预定的第三参考值对应的时间时，所述控制器配置为启动用于将所述泵的RPM设置为高于正常值的前馈控制。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：
当所述电动机扭矩参考值低于与高扭矩状态对应的第四参考值并且所述逆变器温度低于与高温状态对应的第五参考值的状态保持与预定的第六参考值对应的时间时，所述控制器配置为取消所述前馈控制，并且使所述泵RPM返回正常值。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器配置为：
检测所述燃料电池车处于怠速和慢行速度区域的过渡运行时段，并且施加预定的低RPM作为最终的泵RPM命令值。
12.一种用泵对燃料电池车中设置于串联和并联连接的冷却剂回路的电子部件的冷却进行控制的方法，其特征在于，包括：
通过监控器，收集所述电子部件的测量温度和冷却剂的测量温度；
基于电子部件温度图、冷却剂温度图和表示所述电子部件与冷却剂之间的温差的温差图中的至少一个，推导出与所述测量温度对应的泵RPM命令值；
基于所述的每个温度图和所述温差图，检查关于每个测量温度的过温状态，并且设置每个测量温度的过温设置状态和过温重置状态；
基于电动机扭矩参考值和逆变器温度，当高扭矩和高温状态保持预定时间时，执行用于增加所述泵的转速的前馈控制；和
当所述前馈控制条件未满足并且所述测量温度中的至少一个与所述过温设置状态对应时，施加通过所述温度图推导出的所述泵RPM命令值的最大值作为最终的泵RPM命令值。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述推导出所述泵RPM命令值的步骤，包括：
推导出对于电动机温度、逆变器温度、高电压DC-DC转换器温度、低电压DC-DC转换器温度和所述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个的泵RPM命令值。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述设置过温设置状态和过温重置状态的步骤，包括：
检查电动机温度、逆变器温度、高电压DC-DC转换器温度、低电压DC-DC转换器温度和所述电子部件与冷却剂之间的温差中的至少一个是否与过温状态对应。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述执行前馈控制的步骤包括：
启动前馈控制后，推导出前馈泵RPM命令值作为大于最大泵RPM的预定百分比的值；和
施加对于所述测量温度的泵RPM命令值和上述前馈泵RPM命令值之中的最大值作为最终的泵RPM命令值。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述前馈控制条件未满足，每个测量温度与所述过温重置状态对应并且所述燃料电池车处于停车状态、空档状态或与低于预定速度的速度对应的低速状态时，控制最终的泵RPM命令值成为低于最大泵RPM的预定百分比的值。
CN201310647745.2A 2013-06-03 2013-12-04 用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法 Active CN104216439B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0063706 2013-06-03
KR1020130063706A KR101448763B1 (ko) 2013-06-03 2013-06-03 연료전지 차량 전장 냉각 제어 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104216439A CN104216439A (zh) 2014-12-17
CN104216439B true CN104216439B (zh) 2018-02-06

Family

ID=51899436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310647745.2A Active CN104216439B (zh) 2013-06-03 2013-12-04 用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9187009B2 (zh)
KR (1) KR101448763B1 (zh)
CN (1) CN104216439B (zh)
DE (1) DE102013224843A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6361559B2 (ja) * 2014-06-20 2018-07-25 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
KR101755803B1 (ko) * 2015-07-07 2017-07-10 현대자동차주식회사 연료전지차량의 운전 제어 방법
KR101736747B1 (ko) 2015-12-09 2017-05-17 한국생산기술연구원 전후방 모터의 감속비 차이를 이용한 전기차 제어 알고리즘
US10202043B2 (en) * 2016-04-18 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc Structure to optimize electricity generation in a vehicle
US10871519B2 (en) 2017-11-07 2020-12-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell stack prediction utilizing IHOS
US10714767B2 (en) 2017-12-07 2020-07-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Fuel cell air system safe operating region
US10590942B2 (en) 2017-12-08 2020-03-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Interpolation of homotopic operating states
US11482719B2 (en) 2017-12-08 2022-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Equation based state estimate for air system controller
US10971748B2 (en) 2017-12-08 2021-04-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Implementation of feedforward and feedback control in state mediator
US10665875B2 (en) 2017-12-08 2020-05-26 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Path control concept
JP6891790B2 (ja) 2017-12-13 2021-06-18 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
US10985391B2 (en) 2018-03-06 2021-04-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Real time iterative solution using recursive calculation
US10547070B2 (en) 2018-03-09 2020-01-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. STL actuation-path planning
JP7286298B2 (ja) * 2018-10-26 2023-06-05 ニデック株式会社 冷却システム
CN111376709B (zh) * 2018-12-28 2021-11-23 长城汽车股份有限公司 车辆散热控制方法及系统
CN111376710B (zh) * 2018-12-28 2021-11-26 长城汽车股份有限公司 车辆散热控制方法及系统
CN112140869A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 长城汽车股份有限公司 车辆水泵的控制方法、系统及车辆
DE102020210978A1 (de) 2020-08-31 2022-03-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühlverfahren für ein hydraulisches Element eines Kühlölkreislaufs, Steuergerät, Kraftfahrzeug
KR102620385B1 (ko) * 2021-12-27 2024-01-04 주식회사 일렉트린 선박 냉각시스템의 냉각수 순환 펌프 운용 최적화 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101279580A (zh) * 2008-05-30 2008-10-08 清华大学 燃料电池车用余热热泵空调系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2689638B2 (ja) * 1988-10-07 1997-12-10 富士電機株式会社 改質触媒温度制御方法および装置
JP2004328914A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池搭載車両の電子部品冷却装置
JP4426892B2 (ja) * 2004-04-13 2010-03-03 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP4686290B2 (ja) * 2005-07-28 2011-05-25 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池システムおよびその制御方法
JP2007157616A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Toyota Motor Corp 熱媒体制御システム、暖房制御システム、燃料電池車
US7395787B1 (en) * 2007-02-13 2008-07-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Air separator for low flow rate cooling systems
JP5282397B2 (ja) * 2007-12-05 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US8583290B2 (en) * 2009-09-09 2013-11-12 International Business Machines Corporation Cooling system and method minimizing power consumption in cooling liquid-cooled electronics racks
JP2011109765A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Toyota Motor Corp 回転電機冷却システム
CN102781713B (zh) * 2010-01-21 2015-12-02 电子能量发动机系统有限责任公司 碳氢燃料电系列混合推进系统
JP5378264B2 (ja) * 2010-02-19 2013-12-25 富士重工業株式会社 電気自動車のインバータ冷却装置
US8613334B2 (en) * 2010-06-03 2013-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Gas consuming system, fuel cell system and vehicle
US8985847B2 (en) * 2011-11-21 2015-03-24 International Business Machines Corporation Thermal resistance-based monitoring of cooling of an electronic component
US9273906B2 (en) * 2012-06-14 2016-03-01 International Business Machines Corporation Modular pumping unit(s) facilitating cooling of electronic system(s)

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101279580A (zh) * 2008-05-30 2008-10-08 清华大学 燃料电池车用余热热泵空调系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104216439A (zh) 2014-12-17
DE102013224843A1 (de) 2014-12-04
US9187009B2 (en) 2015-11-17
KR101448763B1 (ko) 2014-10-08
US20140358341A1 (en) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104216439B (zh) 用于控制燃料电池车的电子部件的冷却的装置和方法
CN109987000B (zh) 一种动力电池温度预测系统及方法
US11173775B2 (en) Closed loop feedback control to mitigate lithium plating in electrified vehicle battery
CN106687328B (zh) 车辆的控制装置以及控制方法
Xiong et al. Prognostic and warning system for power-electronic modules in electric, hybrid electric, and fuel-cell vehicles
CN105846752A (zh) 功率逆变器模块的降额控制
CN105637631B (zh) 车载电子装置
CN109975711A (zh) 电池组故障检测方法及装置
Theliander et al. Battery modeling and parameter extraction for drive cycle loss evaluation of a modular battery system for vehicles based on a cascaded H-bridge multilevel inverter
CN104348224B (zh) 电力控制装置
KR20160100953A (ko) 에너지 저장 장치의 모니터링 장치 및 모니터링 방법, 그리고 상기 모니터링 장치를 포함한 에너지 저장 장치
JP2020092091A (ja) 電力貯蔵システムの寿命を最適化する方法及び装置
DE112011105018T5 (de) Kühlsystem für ein Fahrzeug
CN103424277A (zh) 一种散热系统的诊断方法
DE112008002649T5 (de) Brennstoffzellensystem
CN105936269A (zh) 纯电动汽车集成式控制系统及控制方法
CN113161649A (zh) 确定对动力电池脉冲加热时的最优脉冲电流参数的方法
CN101453192A (zh) 动力输出装置及其控制方法
US20200259354A1 (en) Charging and discharging control device for battery pack and charging and discharging control method for battery pack
CN108152742B (zh) 一种整车发电机效率测试方法
CN107064608B (zh) 用于诊断电池电压误报的方法和系统
CN1311623C (zh) 逆变器装置
US10790556B2 (en) Battery system
JP2011040237A (ja) 鉛蓄電池用充電装置
Baba et al. Battery heating system for electric vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant