CN113314743A - 一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，关闭空气供给子系统和氢气供给子系统，开启冷却液循环子系统和PTC加热器，对冷却液进行加热；当冷却液温度超过第三温度阈值时，关闭PTC加热器；设定该燃料电池系统的DC目标电流，此时最高单体电池的电压和输出电流分别低于第一电压阈值和第一电流阈值；实时监测到燃料电池系统的冷却液出口温度值超过第三温度阈值时，监测到最高单体电池的电压与最低单体电池的电压相差值在第一阈值内时，根据输出电流与排气时间的关系得到当前燃料电池系统的输出电流，则整车恢复满功率的拉载。本发明的有益效果是：能够在低温条件下快速恢复燃料电池的运行性能。
Description
技术领域
本发明涉及氢能汽车领域，尤其涉及一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法。
背景技术
低温状态下，燃料电池运行性能受温度影响较大，燃料电池内部温度较低，则催化剂活性低，质子交换膜传导能力差，导致整车内各单元的运行性能不均衡；燃料电池长时间运行在相应的低温状态下，会造成燃料电池性能有所衰减。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法，该方法应用于氢能汽车，该氢能汽车包括燃料电池系统、空气供给子系统、氢气供给子系统、冷却液循环子系统和PTC加热器；主要包括以下步骤：
S1：低温状态时，启动燃料电池系统，所述低温状态表示室外温度低于第一温度阈值，此时，冷却液温度低于第二温度阈值；
S2：关闭空气供给子系统和氢气供给子系统，开启冷却液循环子系统和PTC 加热器，对冷却液进行加热处理；
S3：当冷却液温度超过第三温度阈值时，关闭PTC加热器；
S4：设定该燃料电池系统的DC目标电流，使得燃料电池系统中的最高单体电池的电压和输出电流分别低于第一电压阈值和第一电流阈值；
S5：保持燃料电池系统当前的状态不变，并实时监测当前的燃料电池系统的冷却液出口温度值，当燃料电池系统冷却液出口温度超过第三温度阈值时，同时监测的最高单体电池的电压与最低单体电池的电压相差值；
S6：当所述电压相差值在第一阈值内，根据设定的整车尾气排放时间，得到当前燃料电池系统的输出电流，当前燃料电池系统输出电流恢复到所述DC目标电流，则整车恢复满功率的拉载。
进一步地，所述第一温度阈值为10℃。
进一步地，所述第二温度阈值为15℃。
进一步地，第一电压阈值为800mv。
进一步地，第一电流阈值为70A。
进一步地，第三温度阈值为50℃。
进一步地，所述第一阈值为25mv。
进一步地，尾气排放时间设定为0.5s。
进一步地，当前燃料电池系统输出电流与排气时间的关系如下所示：
t＝2300/I
其中，I为当前燃料电池系统的输出电流，t为尾气排放时间。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：在燃料电池性能恢复阶段控制燃料电池单体的最高电压和相应的输出电流，对燃料电池的性能有相应的保护作用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种低温条件下恢复燃料电池运行性能的自动控制方法的流程图，具体包括如下步骤：
S1：低温状态时，启动燃料电池系统，所述低温状态表示室外温度低于第一温度阈值，此时，冷却液温度低于第二温度阈值；所述第一温度阈值为10℃。所述第二温度阈值为15℃。
S2：关闭空气供给子系统和氢气供给子系统，开启冷却液循环子系统和PTC 加热器，对冷却液进行加热处理；
S3：当冷却液温度超过第三温度阈值时，关闭PTC加热器；
S4：设定该燃料电池系统的DC目标电流，使得燃料电池系统中的最高单体电池的电压和输出电流分别低于第一电压阈值和第一电流阈值；第一电压阈值为 800mv。第一电流阈值为70A。
S5：保持燃料电池系统当前的状态不变，并实时监测当前的燃料电池系统的冷却液出口温度值，当燃料电池系统冷却液出口温度超过第三温度阈值时，同时监测的最高单体电池的电压与最低单体电池的电压相差值；第三温度阈值为 50℃。
S6：当所述电压相差值在第一阈值内，根据设定的整车尾气排放时间，得到当前燃料电池系统的输出电流，当前燃料电池系统输出电流恢复到所述DC目标电流，则整车恢复满功率的拉载。所述第一阈值为25mv。尾气排放时间设定为 0.5s。
当前燃料电池系统输出电流与尾气排放时间的关系如下所示：
t＝2300/I
其中，I为当前燃料电池系统的输出电流，t为尾气排放时间。
当单体压差和冷却液出口温度满足相应的条件，则恢复为当前燃料电池输出电流的设定值。
本发明的有益效果是：在燃料电池性能恢复阶段控制燃料电池单体的最高电压和相应的输出电流，对燃料电池的性能有相应的保护作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，该方法应用于氢能汽车，该氢能汽车包括燃料电池系统、空气供给子系统、氢气供给子系统、冷却液循环子系统和PTC加热器；其特征在于：包括以下步骤：
S1：低温状态时，启动燃料电池系统，所述低温状态表示室外温度低于第一温度阈值，此时，冷却液温度低于第二温度阈值；
S2：关闭空气供给子系统和氢气供给子系统，开启冷却液循环子系统和PTC加热器，对冷却液进行加热处理；
S3：当冷却液温度超过第三温度阈值时，关闭PTC加热器；
S4：设定该燃料电池系统的DC目标电流，使得燃料电池系统中的最高单体电池的电压和输出电流分别低于第一电压阈值和第一电流阈值；
S5：保持燃料电池系统当前的状态不变，并实时监测当前的燃料电池系统的冷却液出口温度值，当燃料电池系统冷却液出口温度值超过第三温度阈值时，同时监测的最高单体电池的电压与最低单体电池的电压相差值；
S6：当所述电压相差值在第一阈值内，根据设定的整车尾气排放时间，得到当前燃料电池系统的输出电流，当前燃料电池系统输出电流恢复到所述DC目标电流，则整车恢复满功率的拉载。
2.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一温度阈值为10℃。
3.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S1中，所述第二温度阈值为15℃。
4.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S4中，第一电压阈值为800mv。
5.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S4中，第一电流阈值为70A。
6.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S5中，第三温度阈值为50℃。
7.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S6中，所述第一阈值为25mv。
8.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S6中，尾气排放时间设定为0.5s。
9.如权利要求1所述的一种氢能汽车在低温条件下恢复燃料电池运行性能的方法，其特征在于：步骤S6中，当前燃料电池系统输出电流与尾气排放时间的关系如下所示：
t＝2300/I
其中，I为当前燃料电池系统的输出电流，t为尾气排放时间。
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