CN113451613A - 用于燃料电池系统的电子节温器控制方法及燃料电池系统 - Google Patents

用于燃料电池系统的电子节温器控制方法及燃料电池系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于燃料电池系统的电子节温器控制方法及燃料电池系统，电子节温器的控制方法包括：S1：根据燃料电池的需求功率确定冷却液设定温度；S2：根据实际冷却液温度与所述冷却液设定温度的差值确定第一节温器开度变化速率；根据冷却液温度变化速率确定第二节温器开度变化速率；S3：根据所述第一节温器开度变化速率和所述第二节温器开度变化速率控制确定实际节温器开度变化速率。根据本发明的电子节温器的控制方法可以根据实际的冷却液温度变化情况对电子节温器的开度进行调节，冷却系统的稳定性好，响应速率快，不会引起系统震荡。

Description

用于燃料电池系统的电子节温器控制方法及燃料电池系统
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种用于燃料电池系统的电子节温器控制方法及燃料电池系统。
背景技术
相关技术中，对于使用燃料电池的车辆，燃料电池的温度由冷却系统进行调节。冷却系统中通过电子节温器来控制冷却系统中冷却液的温度。电子节温器开度的变化速率会影响冷却液的温度变化。如果电子节温器开度变化速度过快，冷却液温度变化过快，会导致冷却系统震荡。如果开度变化速度太慢，冷却系统的响应速度慢，冷却系统会出现静态差异。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于燃料电池系统的电子节温器控制方法，该方法可以根据实际的冷却液温度变化情况对电子节温器的开度进行调节，冷却系统的稳定性好，响应速率快，不会引起系统震荡。
根据本发明的一种用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法包括：S1：根据燃料电池的需求功率确定冷却液设定温度；S2：根据实际冷却液温度与所述冷却液设定温度的差值确定第一节温器开度变化速率；根据冷却液温度变化速率确定第二节温器开度变化速率；S3：根据所述第一节温器开度变化速率和所述第二节温器开度变化速率控制确定实际节温器开度变化速率。
根据本发明的用于燃料电池系统的节温器的控制方法，根据燃料电池的需求功率确定了冷却液的设定温度，并根据实际冷却液温度与冷却液设定温度之间的差值确定第一节温器开度变化速率，同时根据温度变化速率确定第二节温器变化速率，即考虑了电子节温器的响应速度，同时又避免了冷却液的温度变化过快而导致冷却系统震动，从而提高了电子节温器的稳定性，使冷却系统更加可靠。
根据本发明的一个实施例，根据实际冷却液温度与所述冷却液设定温度的差值在温差与节温器开度变化速率曲线中获得所述第一节温器开度变化速率，根据冷却液温度变化速率在冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线中获得所述第二节温器开度变化速率。
根据本发明的一个实施例，将所述第一节温器开度变化速率与所述第二节温器开度变化速率加权后得到实际节温器开度变化速率。
根据本发明的一个实施例，用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法还包括：Q1：根据燃料电池的需求功率确定电子节温器的关闭温度和全开温度；Q2：检测冷却液的实际温度，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，则根据冷却液的实际温度确定电子节温器的目标开度。
根据本发明的一个实施例，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，则根据冷却液的实际温度在温度与电子节温器开度变化曲线中获取电子节温器的目标开度。
根据本发明的一个实施例，若所述电子节温器的当前开度未达到目标开度，则所述电子节温器由当前开度以所述实际节温器开度变化速率向所述节温器目标开度打开。
根据本发明的一个实施例，若检测到冷却液的实际温度小于电子节温器的关闭温度，则电子节温器完全关闭，若检测到冷却液的实际温度大于电子节温器的全开温度，则电子节温器完全打开。
根据本发明的一个实施例，所述冷却液温度变化速率为当前水温与当前执行周期一秒之前的冷却液温度的差值。
根据本发明的一个实施例，所述实际冷却液温度和所述冷却液设定温度的差值与所述第一节温器开度变化速率正相关，所述冷却液温度变化速率与所述第二节温器开度变化速率负相关。
下面简单描述根据本发明的燃料电池系统。
根据本发明的燃料电池系统可以应用于车辆，电子节温器也相应地设置于车辆的冷却系统以对燃料电池进行温度调节，由于该燃料电池系统应用了上述实施例的电子节温器的控制方法，使该燃料电池系统的冷却系统响应速度快，系统更加稳定，不容易出现震荡现象。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电子节温器的控制方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1描述根据本发明实施例的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法。
根据本发明的用于电子节温器的控制方法包括：根据燃料电池的需求功率确定冷却液设定温度；根据实际冷却液温度与冷却液设定温度的差值确定第一节温器开度变化速率；根据冷却液温度变化速率确定第二节温器开度变化速率；根据第一节温器开度变化速率和第二节温器开度变化速率控制实际节温器开度变化速率。
电子节温器的开度变化速率会对车辆冷却系统的温度产生较大的影响，若电子节温器的开度变化速率过快会导致冷却液的温度变化过快，从而导致冷却系统震动，如果开关速率过慢会导致冷却系统的响应速度慢，冷却系统存在静差。
而根据本申请的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法首先根据燃料电池的需求功率确定冷却液的设定温度，根据实际温度与设定温度之间的差值确定第一节温器开关变化速率，并根据冷却液温度变化速率确定第二节温器变化速率；这里需要说明的是第一节温器变化速率和第二节温器变化速率均是指同一个电子节温器，但是是由不同的因素所获得的目标变化速率。
在获得第一电子节温器变化速率和第二电子节温器变化速率后可以对上述两个目标速率通过相应的算法获得实际的节温器开度变化速率。
根据本发明的用于燃料电池系统的节温器的控制方法，根据燃料电池的需求功率确定了冷却液的设定温度，并根据实际冷却液温度与冷却液设定温度之间的差值确定第一节温器开度变化速率，同时根据温度变化速率确定第二节温器变化速率，即考虑了电子节温器的响应速度，同时又避免了冷却液的温度变化过快而导致冷却系统震动，从而提高了电子节温器的稳定性，使冷却系统更加可靠。
根据本发明的一个实施例，根据实际冷却液温度与冷却液设定温度的差值在温差与节温器开度变化速率曲线中获得第一节温器开度变化速率，根据冷却液温度变化速率在冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线中获得第二节温器开度变化速率。
这里需要说明的是“温差与节温器开度变化速率曲线”与“冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线”是根据实际的冷却系统进行多次试验获得的曲线。冷却系统的传感器检测到实际温度后通过计算与设定温度的差值，在相应的温差与节温器开度变化速率曲线可以找到对应的第一节温器开度变化速率；同样地，根据冷却液温度变化速率在相应的冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线中找到第二节温器变化速率。
根据实验所标定的“温差与节温器开度变化速率曲线”与“冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线”可以更加精准地控制节温器的开度变化速率，提高电子节温器的控制稳定性和可靠性。
根据本发明的一个实施例，第一节温器开度变化速率与第二节温器开度变化速率加权后得到实际的开度变化速率，通过相应的加权算法分别将第一节温器开度变化速率与第二节温器开度变化速作为参考因素，最终得到实际的开度变化速率，使实际节温器开度变化速率能够更好地对节温器的开度进行调节。
根据本发明的一个实施例，用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法还包括Q1：根据燃料电池的需求功率确定电子节温器的关闭温度和全开温度；Q2：检测冷却液的实际温度，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，则根据冷却液的实际温度确定电子节温器的目标开度。当实际水温在关闭温度和全开温度之间，需要利用节温器对冷却系统冷却液的流量进行调节。以确保车辆能够快速达到最佳的工作温度，使车辆的工作状态处于工作效率最高的状态。
根据本发明的一个实施例，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，根据冷却液的实际温度在温度与电子节温器开度变化曲线中获取电子节温器的目标开度。温度与电子节温器开度变化曲线是根据实验进行标定所获得的，根据温度与电子节温器开度变化曲线所获得的电子节温器开度，而通过实验所进行标定的温度与电子节温器开度变化曲线能够更好地确认车辆在相应温度下的最优开度，从而提高节温器在相应温度下对冷却系统的调节效果。
根据本发明的一个实施例，若电子节温器的当前开度未达到目标开度，则电子节温器由当前开度以实际节温器开度变化速率向节温器目标开度打开，电子节温器通过以实际节温器开度变化速率向目标开度打开的过程，开度变化速率也实时变化，以减小由于开度变化速率过快而导致的系统震荡，提高整车的可靠性。
根据本发明的一个实施例，冷却液温度变化速率为当前水温与当前真行周期前一秒的冷却液温度的差值，当然，水温的变化速率的检测周期可以根据实际情况进行调节，以满足不同系统中电子节温器的调节方式。
根据本发明的一个实施例，实际冷却液温度和冷却液设定温度的差值与第一节温器开度变化速率正相关，冷却液温度变化速率与第二节温器开度变化速率负相关。当实际冷却液温度与设定温度的差值越大，表示电子节温器所需要进行调节的响应速度越快，当实际冷却液温度与设定温度的差值越大，则电子节温器响应速度越快，从而降低系统静差；而冷却温度变化速率与第二节温器开度变化速率负相关，可以避免由于电子节温器的开度变化过快而导致系统温度快速变化而发生系统震荡，电子节温器根据实际的冷却液温度变化速率进行相应的调节，避免冷却液的温度变化速率过快而导致系统振动，提高整个系统的稳定性。
下面简单描述根据本发明的燃料电池系统。
根据本发明的燃料电池系统可以应用于车辆，电子节温器也相应地设置于车辆的冷却系统以对燃料电池进行温度调节，由于该燃料电池系统应用了上述实施例的电子节温器的控制方法，使该燃料电池系统的冷却系统响应速度快，系统更加稳定，不容易出现震荡现象。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，包括：
S1：根据燃料电池的需求功率确定冷却液设定温度；
S2：根据实际冷却液温度与所述冷却液设定温度的差值确定第一节温器开度变化速率；根据冷却液温度变化速率确定第二节温器开度变化速率；
S3：根据所述第一节温器开度变化速率和所述第二节温器开度变化速率控制确定实际节温器开度变化速率。
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，根据实际冷却液温度与所述冷却液设定温度的差值在温差与节温器开度变化速率曲线中获得所述第一节温器开度变化速率，根据冷却液温度变化速率在冷却液温度变化速率与节温器开度变化速率曲线中获得所述第二节温器开度变化速率。
3.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，将所述第一节温器开度变化速率与所述第二节温器开度变化速率加权后得到实际节温器开度变化速率。
4.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，还包括：
Q1：根据燃料电池的需求功率确定电子节温器的关闭温度和全开温度；
Q2：检测冷却液的实际温度，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，则根据冷却液的实际温度确定电子节温器的目标开度。
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，若冷却液的实际温度在关闭温度与全开温度之间，则根据冷却液的实际温度在温度与电子节温器开度变化曲线中获取电子节温器的目标开度。
6.根据权利要求5所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，若所述电子节温器的当前开度未达到目标开度，则所述电子节温器由当前开度以所述实际节温器开度变化速率向所述节温器目标开度打开。
7.根据权利要求3所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，若检测到冷却液的实际温度小于电子节温器的关闭温度，则电子节温器完全关闭，若检测到冷却液的实际温度大于电子节温器的全开温度，则电子节温器完全打开。
8.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，所述冷却液温度变化速率为当前水温与当前执行周期一秒之前的冷却液温度的差值。
9.根据权利要求1所述的用于燃料电池系统的电子节温器的控制方法，其特征在于，所述实际冷却液温度和所述冷却液设定温度的差值与所述第一节温器开度变化速率正相关，所述冷却液温度变化速率与所述第二节温器开度变化速率负相关。
10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：权利要1-9中任意一项所述的电子节温器的控制方法。
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