CN113285090A - 一种燃料电池热管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种燃料电池热管理系统及其控制方法，其包括小循环回路和大循环回路，所述小循环回路连接于燃料电池电堆上，所述小循环回路用于对所述燃料电池电堆进行加热或冷却；所述大循环回路通过阀门与所述小循环回路相连，所述大循环回路用于对所述燃料电池电堆进行冷却；以及，所述阀门可基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，控制经所述小循环回路和所述大循环回路流入所述燃料电池电堆的冷却液的比例，以对所述燃料电池电堆进行加热或冷却。本申请能够解决相关技术中未能充分利用冷却液的小循环系统的问题。

Description

一种燃料电池热管理系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及燃料电池与自动控制领域，特别涉及一种燃料电池热管理系统及其控制方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。

燃料电池的种类众多，其中有一类称之为质子交换膜燃料电池，这种燃料电池是采用能传导质子的固态高分子薄膜材料作为电解质。而这种由固态高分子薄膜材料制作而成的电解质，其具有高功率-质量比和低工作温度、能量转化效率高、响应迅速，以及零排放等优点，是一种能够应用于固定和移动装置的理想材料，也被视作具备良好发展前景的汽车动力源。

燃料电池系统中的一个重要的子系统便是热管理系统，采用热管理系统，其中一个重要功能是在燃料电池系统正常工作中，可以对燃料电池电堆进行冷却，使其始终工作在最适宜的温度下。

在一些相关技术方案中，燃料电池电堆通常采用冷却液大、小两种循环，即小循环加热系统和大循环冷却系统，其中，小循环加热系统只在冷启动时才使用，以对燃料电池电堆进行加热，而大循环冷却系统是在燃料电池电堆正常工作时才使用，以对燃料电池电堆进行冷却。它们的缺点是，在对燃料电池电堆进行冷却时，只能使用大循环，未能充分利用冷却液的小循环系统，这样增加了能耗，降低了整个燃料电池系统的输出效率。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池热管理系统及其控制方法，以解决相关技术中未能充分利用冷却液的小循环系统的问题。

第一方面，提供了一种燃料电池热管理系统，其包括：

小循环回路，所述小循环回路连接于燃料电池电堆上，所述小循环回路用于对所述燃料电池电堆进行加热或冷却；

大循环回路，所述大循环回路通过阀门与所述小循环回路相连，所述大循环回路用于对所述燃料电池电堆进行冷却；以及，

所述阀门可基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，控制经所述小循环回路和所述大循环回路流入所述燃料电池电堆的冷却液的比例，以对所述燃料电池电堆进行加热或冷却。

一些实施例中，所述小循环回路包括第一管路，所述第一管路连接于所述燃料电池电堆上，所述第一管路上设有加热装置、水泵、用于测量所述出堆温度实测值的第一温度传感器、用于测量所述进堆温度实测值的第二温度传感器、中冷器，以及所述阀门；

所述大循环回路包括第二管路，所述第二管路一端与所述第一管路连接，另一端与所述阀门连接，所述第二管路上设有散热器；

所述热管理系统还包括控制装置，所述控制装置用于根据所述需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，控制所述阀门、所述加热装置、所述水泵、所述散热器执行相应动作。

一些实施例中，所述散热器与所述加热装置并联。

一些实施例中，所述中冷器为所述管理系统中用于对通入所述燃料电池电堆阴极的空气进行冷却的中冷器。

一些实施例中，所述阀门采用比例三通阀或电子节温器。

一些实施例中，所述管理系统还包括：

与所述燃料电池电堆连接、并用于向所述燃料电池电堆通入氢气的第三管路，所述第三管路上设有第三温度传感器，所述第三温度传感器用于测量氢气入堆温度；

与所述燃料电池电堆连接、并用于向所述燃料电池电堆通入空气的第四管路，所述第四管路上顺次设有空压机、中冷器、增湿器以及第四温度传感器，所述第四温度传感器用于测量空气入堆温度。

第二方面，提供了一种如前所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其包括如下步骤：

若所述出堆温度实测值＜第一阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路，对所述燃料电池电堆进行加热；

若所述第一阈值≤所述出堆温度实测值＜第二阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却；

若所述第二阈值≤所述出堆温度实测值＜第三阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路和所述大循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却；

若所述出堆温度实测值≥所述第三阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述大循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却。

一些实施例中，所述小循环回路包括第一管路，所述第一管路连接于所述燃料电池电堆上，所述第一管路上设有加热装置、水泵、用于测量所述出堆温度实测值的第一温度传感器、用于测量所述进堆温度实测值的第二温度传感器、中冷器，以及所述阀门；

所述大循环回路包括第二管路，所述第二管路一端与所述第一管路连接，另一端与所述阀门连接，所述第二管路上设有散热器；

所述热管理系统还包括控制装置，所述控制装置与所述阀门、所述加热装置、所述水泵和所述散热器信号连接；

当对所述燃料电池电堆进行加热时，所述控制方法包括：

通过所述控制装置，控制所述水泵和所述加热装置运行，以及，控制所述阀门按照其目标开度打开，以使冷却液经所述小循环回路循环；

当对所述燃料电池电堆进行冷却时，所述控制方法包括：

所述控制装置接收、并基于燃料电池的需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，计算所述水泵的目标转速、所述阀门的目标开度，以及所述散热器的风扇的目标转速；

通过所述控制装置，控制所述水泵，按照其目标转速运行，控制所述阀门，按照其目标开度打开，以及控制所述风扇，按照其目标转速运行。

一些实施例中，计算所述水泵的目标转速，包括如下步骤：

通过所述需求电流，获取冷却液的出堆温度目标值；

计算所述出堆温度目标值与出堆温度实测值的差值，得到第一温度偏差量；

根据所述第一温度偏差量，获取水泵的目标转速。

一些实施例中，计算所述阀门的目标开度，以及所述散热器的风扇的目标转速，包括如下步骤：

通过所述需求电流，获取冷却液的进出堆温差目标值；

计算所述进出堆温差目标值与进出堆温差实测值的差值，得到第二温度偏差量，所述进出堆温差实测值为进堆温度实测值与出堆温度实测值之差；

根据所述第二温度偏差量，获取阀门的目标开度和风扇的目标转速。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种燃料电池热管理系统及其控制方法，本实施例通过阀门连接两个循环回路，其中小循环回路可以对燃料电池电堆进行加热或冷却，而大循环回路仅对燃料电池电堆进行冷却，通过燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，确定燃料电池电堆的加热或冷却需求，然后利用门阀，控制冷却液进入小循环回路和大循环回路的比例，从而实现在低温冷启动的时候利用小循环回路加热，而在常规启动或燃料电池正常工作情况下，根据冷却需求，调节小循环回路和大循环回路的冷却液流通比例，通过小循环回路的制冷功能和大循环回路的制冷功能相互配合，实现对燃料电池电堆的冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的燃料电池热管理系统示意图；

图2为本申请实施例提供的燃料电池热管理系统的小循环回路加热燃料电池电堆示意图；

图3为本申请实施例提供的燃料电池热管理系统的小循环回路冷却燃料电池电堆示意图；

图4为本申请实施例提供的燃料电池热管理系统的小循环回路和大循环回路同时冷却燃料电池电堆示意图；

图5为本申请实施例提供的燃料电池热管理系统的大循环回路冷却燃料电池电堆示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，一种燃料电池热管理系统，该热管理系统包括小循环回路和大循环回路，其中，小循环回路连接于燃料电池电堆上，小循环回路用于对燃料电池电堆进行加热或冷却；大循环回路通过阀门与小循环回路相连，大循环回路用于对燃料电池电堆进行冷却；以及，阀门可基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，控制经小循环回路和大循环回路流入燃料电池电堆的冷却液的比例，以对燃料电池电堆进行加热或冷却。

本实施例中的冷却液可以采用水，并通过水泵来使冷却液在小循环回路和/或大循环回路中流动。

为了实现小循环回路的加热和制冷功能，以及大循环回路的制冷功能，作为一个较好的实施方式，参见图1所示，本实施例中，小循环回路包括第一管路，第一管路的两端连接在燃料电池电堆上，且第一管路上设有加热装置、水泵、第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、中冷器，以及阀门；其中，第一温度传感器T1用于测量出堆温度实测值，为了提高测量的准确性，第一温度传感器T1设置在冷却液出堆处，第二温度传感器T2用于测量进堆温度实测值，为了提高测量的准确性，第二温度传感器T2设置在冷却液入堆处。

水泵用来驱动冷却液在小循环回路和/或大循环回路中流通。本实施例中，加热装置包括水箱及加热器，在低温冷启动时，加热器用来加热流经水箱的冷却液，快速提升冷却液的温度，以实现对燃料电池电堆的加热，而在对燃料电池电堆的冷却过程中，也即常规启动或燃料电池正常工作情况下，加热器关闭，此时冷却液经水箱可正常流通，水箱相当于一段冷却液流通用的管路，而加热器不会对冷却液加热。

大循环回路包括第二管路，第二管路一端与第一管路连接，另一端与阀门连接，第二管路上设有散热器，散热器通过其配置的风扇，对流经散热器的冷却液进行交换热。

热管理系统还包括控制装置，控制装置接收第一温度传感器T1测量的出堆温度实测值和第二温度传感器T2测量的进堆温度实测值，并用于根据需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，控制阀门、加热装置、水泵、散热器执行相应动作，以执行小循环回路加热、小循环回路制冷、小循环回路和大循环回路同时制冷，以及大循环回路制冷四种模式中的其中一种模式，从而满足燃料电池电堆的加热或散热需求。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，参见图1所示，在小循环回路上，中冷器、阀门、加热装置和水泵顺次布置，水泵位于加热装置和燃料电池电堆之间，中冷器位于阀门与燃料电池电堆之间。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，参见图1所示，散热器与加热装置并联，在小循环回路和大循环回路同时制冷的模式下，冷却液从燃料电池电堆中出来后，经中冷器后，再经阀门，按照比例，一部分经过加热装置后，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，进行冷却，另一部分经过散热器，在风扇作用下，进行冷却，再经过加热装置后，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，进行冷却。

为了减小制造成本，同时降低系统占用空间，使系统更加小巧紧凑，作为一个较好的实施方式，本实施例中，中冷器为管理系统中用于对通入燃料电池电堆阴极的空气进行冷却的中冷器。

冷却液在对燃料电池电堆进行冷却的同时，还可以在中冷器中，和压缩过的高温空气进行热交换，对空气进行冷却。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，阀门采用比例三通阀或电子节温器。

参见图1所示，作为一个较好的实施方式，本实施例中，管理系统还包括第三管路和第四管路；其中，第三管路与燃料电池电堆连接、并用于向燃料电池电堆通入氢气，第三管路上设有第三温度传感器，第三温度传感器用于测量氢气入堆温度。

第四管路与燃料电池电堆连接、并用于向燃料电池电堆通入空气，第四管路上顺次设有空压机、中冷器、增湿器以及第四温度传感器，第四温度传感器用于测量空气入堆温度。

空压机用于将空气送至燃料电池电堆阴极内，中冷器用于对压缩的空气进行冷却，增湿器用于增湿空气，可根据实际需求调节空气湿度。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，提供了一种燃料电池热管理系统的控制方法，该热管理系统包括小循环回路和大循环回路，其中，小循环回路连接于燃料电池电堆上，小循环回路用于对燃料电池电堆进行加热或冷却；大循环回路通过阀门与小循环回路相连，大循环回路用于对燃料电池电堆进行冷却；以及，阀门可基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，控制经小循环回路和大循环回路流入燃料电池电堆的冷却液的比例，以对燃料电池电堆进行加热或冷却。该控制方法包括如下步骤：

101：获取燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值。

102：判断出堆温度实测值与第一阈值的大小关系。

103：若出堆温度实测值＜第一阈值，则说明此时处于低温冷启动状态，需要对燃料电池电堆进行加热，再基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取阀门的目标开度，且阀门按照目标开度打开，控制冷却液经小循环回路，对燃料电池电堆进行加热，如图2所示。

若出堆温度实测值≥第一阈值，则说明此时处于常规启动或燃料电池电堆正常工作状态，需要对燃料电池电堆进行制冷，由于本实施例中，制冷模式包括小循环回路制冷、小循环回路和大循环回路同时制冷，以及大循环回路制冷三种，需要根据燃料电池电堆的散热量进行选择，故此时需进入步骤104做进一步判断。

104：判断出堆温度实测值与第二阈值、第三阈值的大小关系。

105：若第一阈值≤出堆温度实测值＜第二阈值，则说明此时散热量较小，仅使用小循环回路进行制冷即可，故基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取阀门的目标开度，且阀门按照目标开度，控制冷却液经小循环回路，对燃料电池电堆进行冷却，如图3所示；

若第二阈值≤出堆温度实测值＜第三阈值，则说明此时散热量较大，可以使用小循环回路和大循环回路同时制冷，故基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取阀门的目标开度，且阀门按照目标开度，控制冷却液经小循环回路和大循环回路，对燃料电池电堆进行冷却，如图4所示；

若出堆温度实测值≥第三阈值，则说明此时散热量很大，需使用大循环回路进行制冷，故基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取阀门的目标开度，且阀门按照目标开度，控制冷却液经大循环回路，对燃料电池电堆进行冷却，如图5所示。

需要说明的是，第一阈值、第二阈值和第三阈值，是可标定量，可根据试验和调试情况进行更改。

为了实现小循环回路的加热和制冷功能，以及大循环回路的制冷功能，作为一个较好的实施方式，参见图1所示，本实施例中，小循环回路包括第一管路，第一管路连接于燃料电池电堆上，第一管路上设有加热装置、水泵、用于测量出堆温度实测值的第一温度传感器、用于测量进堆温度实测值的第二温度传感器、中冷器，以及阀门；大循环回路包括第二管路，第二管路一端与第一管路连接，另一端与阀门连接，第二管路上设有散热器；热管理系统还包括控制装置，控制装置与阀门、加热装置、水泵和散热器信号连接。

当对燃料电池电堆进行加热时，控制方法包括：

参见图2所示，通过控制装置，控制水泵和加热装置运行，控制阀门按照其目标开度打开，冷却液从燃料电池电堆流出后，经中冷器、阀门、加热装置，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，从而使冷却液经小循环回路循环，实现加热燃料电池电堆目的。

当对燃料电池电堆进行冷却时，控制方法包括：

201：控制装置接收、并基于燃料电池的需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，计算水泵的目标转速、阀门的目标开度，以及散热器的风扇的目标转速。

202：通过控制装置，控制水泵，按照其目标转速运行，控制阀门，按照其目标开度打开，以及控制风扇，按照其目标转速运行。

具体地，当第一阈值≤出堆温度实测值＜第二阈值时，参见图3所示，通过控制装置，控制风扇停止运行，控制加热装置关闭，控制水泵按照其目标转速运行，控制阀门按照其目标开度打开，冷却液从燃料电池电堆流出后，经中冷器、阀门、加热装置，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，从而使冷却液经小循环回路循环，实现小循环回路冷却燃料电池电堆目的。

当第二阈值≤出堆温度实测值＜第三阈值时，参见图4所示，通过控制装置，控制风扇按照其目标转速运行，控制加热装置关闭，控制水泵按照其目标转速运行，控制阀门按照其目标开度打开，冷却液从燃料电池电堆流出后，经中冷器、阀门，分成两条支路，一条支路经加热装置，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，从而使冷却液经小循环回路循环，另一路经散热器和加热装置，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，从而使冷却液经大循环回路循环，实现小循环回路和大循环回路共同冷却燃料电池电堆目的。

当出堆温度实测值≥第三阈值时，参见图5所示，通过控制装置，控制风扇按照其目标转速运行，控制加热装置关闭，控制水泵按照其目标转速运行，控制阀门按照其目标开度打开，冷却液从燃料电池电堆流出后，经中冷器、阀门、散热器、加热装置，在水泵的作用下，再次进入燃料电池电堆，从而使冷却液经大循环回路循环，实现大循环回路冷却燃料电池电堆目的。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，计算水泵的目标转速，包括如下步骤：

301：通过需求电流，获取冷却液的出堆温度目标值。

本步骤中，需求电流是由整车控制器提供的，为已知值。

当燃料电池在提供不同的需求电流时，燃料电池电堆需要在相应的目标工作温度下进行工作，故燃料电池的需求电流与燃料电池电堆的目标工作温度是存在对应关系的。而在工程上，通常认为冷却液在燃料电池电堆内部进行了充分的热交换，冷却液的出堆温度实测值就是此时燃料电池电堆温度的实测值，故冷却液的出堆温度目标值就是燃料电池电堆的目标工作温度，因此，燃料电池的需求电流其实是与冷却液的出堆温度目标值存在对应关系的，该关系可以根据燃料电池本身的性质和实际需要通过标定获取。

302：计算出堆温度目标值与出堆温度实测值的差值，得到第一温度偏差量。

303：根据第一温度偏差量，获取水泵的目标转速。

第一温度偏差量越大，说明燃料电池电堆实际温度与目标温度差值越大，意味着要从燃料电池电堆中带走更多的热量，即水泵的转速应更高。

作为一个较好的实施方式，本实施例中，计算阀门的目标开度，以及散热器的风扇的目标转速，包括如下步骤：

401：通过需求电流，获取冷却液的进出堆温差目标值。

冷却液的进出堆温差表征的是期望从燃料电池电堆带走的热量，其温差越大，意味着要带走的热量越多，应使阀门开度更大，使更多的冷却液流经大循环回路，且使风扇的转速更高；燃料电池的需求电流和冷却液的进出堆温差目标值存在对应关系，该关系可以根据燃料电池本身的性质和实际需要通过标定获取。

402：计算进出堆温差目标值与进出堆温差实测值的差值，得到第二温度偏差量，进出堆温差实测值为进堆温度实测值与出堆温度实测值之差。

403：根据第二温度偏差量，获取阀门的目标开度和风扇的目标转速。

在本申请中，控制装置集合了PID控制器，利用PID控制器，计算水泵的目标转速，阀门的目标开度，以及风扇的目标转速。

本申请通过阀门连接两个循环回路，其中小循环回路可以对燃料电池电堆进行加热或冷却，而大循环回路仅对燃料电池电堆进行冷却，通过燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，确定燃料电池电堆的加热或冷却需求，然后利用门阀，控制冷却液进入小循环回路和大循环回路的比例，从而实现在低温冷启动的时候利用小循环回路加热，而在常规启动或燃料电池正常工作情况下，根据冷却需求，调节小循环回路和大循环回路的冷却液流通比例，通过小循环回路的制冷功能和大循环回路的制冷功能相互配合，实现对燃料电池电堆的冷却。

由于本申请可以根据冷却需求，从小循环回路制冷、小循环回路和大循环回路同时制冷，以及大循环回路制冷三种中进行选择，这样可以降低能耗，提高整个燃料电池系统的输出效率。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，其包括：

小循环回路，所述小循环回路连接于燃料电池电堆上，所述小循环回路用于对所述燃料电池电堆进行加热或冷却；

大循环回路，所述大循环回路通过阀门与所述小循环回路相连，所述大循环回路用于对所述燃料电池电堆进行冷却；以及，

所述阀门可基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，控制经所述小循环回路和所述大循环回路流入所述燃料电池电堆的冷却液的比例，以对所述燃料电池电堆进行加热或冷却。

2.如权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：

所述小循环回路包括第一管路，所述第一管路连接于所述燃料电池电堆上，所述第一管路上设有加热装置、水泵、用于测量所述出堆温度实测值的第一温度传感器、用于测量所述进堆温度实测值的第二温度传感器、中冷器，以及所述阀门；

所述大循环回路包括第二管路，所述第二管路一端与所述第一管路连接，另一端与所述阀门连接，所述第二管路上设有散热器；

所述热管理系统还包括控制装置，所述控制装置用于根据所述需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，控制所述阀门、所述加热装置、所述水泵、所述散热器执行相应动作。

3.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：

所述散热器与所述加热装置并联。

4.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：所述中冷器为所述管理系统中用于对通入所述燃料电池电堆阴极的空气进行冷却的中冷器。

5.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：所述阀门采用比例三通阀或电子节温器。

6.如权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述管理系统还包括：

与所述燃料电池电堆连接、并用于向所述燃料电池电堆通入氢气的第三管路，所述第三管路上设有第三温度传感器，所述第三温度传感器用于测量氢气入堆温度；

与所述燃料电池电堆连接、并用于向所述燃料电池电堆通入空气的第四管路，所述第四管路上顺次设有空压机、中冷器、增湿器以及第四温度传感器，所述第四温度传感器用于测量空气入堆温度。

7.一种如权利要求1所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

若所述出堆温度实测值＜第一阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路，对所述燃料电池电堆进行加热；

若所述第一阈值≤所述出堆温度实测值＜第二阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却；

若所述第二阈值≤所述出堆温度实测值＜第三阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述小循环回路和所述大循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却；

若所述出堆温度实测值≥所述第三阈值，则基于燃料电池的需求电流、冷却液的出堆温度实测值和冷却液的进堆温度实测值，获取所述阀门的目标开度，且所述阀门按照所述目标开度，控制冷却液经所述大循环回路，对所述燃料电池电堆进行冷却。

8.如权利要求7所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于：

所述小循环回路包括第一管路，所述第一管路连接于所述燃料电池电堆上，所述第一管路上设有加热装置、水泵、用于测量所述出堆温度实测值的第一温度传感器、用于测量所述进堆温度实测值的第二温度传感器、中冷器，以及所述阀门；

所述大循环回路包括第二管路，所述第二管路一端与所述第一管路连接，另一端与所述阀门连接，所述第二管路上设有散热器；

所述热管理系统还包括控制装置，所述控制装置与所述阀门、所述加热装置、所述水泵和所述散热器信号连接；

当对所述燃料电池电堆进行加热时，所述控制方法包括：

通过所述控制装置，控制所述水泵和所述加热装置运行，以及，控制所述阀门按照其目标开度打开，以使冷却液经所述小循环回路循环；

当对所述燃料电池电堆进行冷却时，所述控制方法包括：

所述控制装置接收、并基于燃料电池的需求电流、出堆温度实测值和进堆温度实测值，计算所述水泵的目标转速、所述阀门的目标开度，以及所述散热器的风扇的目标转速；

通过所述控制装置，控制所述水泵，按照其目标转速运行，控制所述阀门，按照其目标开度打开，以及控制所述风扇，按照其目标转速运行。

9.如权利要求8所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，计算所述水泵的目标转速，包括如下步骤：

通过所述需求电流，获取冷却液的出堆温度目标值；

计算所述出堆温度目标值与出堆温度实测值的差值，得到第一温度偏差量；

根据所述第一温度偏差量，获取水泵的目标转速。

10.如权利要求8所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，计算所述阀门的目标开度，以及所述散热器的风扇的目标转速，包括如下步骤：

通过所述需求电流，获取冷却液的进出堆温差目标值；

计算所述进出堆温差目标值与进出堆温差实测值的差值，得到第二温度偏差量，所述进出堆温差实测值为进堆温度实测值与出堆温度实测值之差；

根据所述第二温度偏差量，获取阀门的目标开度和风扇的目标转速。

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