CN115360391B - 一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,属于燃料电池技术领域,解决了现有技术未考虑风速影响导致高速行驶时燃料电池的热管理控制精度较差的问题。该系统包括电堆、节温器、水泵、热管理控制器和设于车头迎风面处的散热器。热管理控制器,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;基于该发热功率,以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控。该系统实现了车辆高速行驶时燃料电池热管理控制的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域,尤其涉及一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统。
背景技术
氢能燃料电池汽车是一种具有广阔发展前景的新能源汽车,具有加氢时间短、续驶里程长等诸多优点。其搭载的燃料电池通常包含电堆和外围的氢气、空气、冷却等零部件。
伴随着燃料电池向重卡汽车领域的商业化应用,燃料电池的热管理,尤其是如何在有限空间内实现大功率散热是该应用领域的开发重点工作。
目前,燃料电池热管理系统中的散热芯体和风扇等部分地布置于重卡汽车的车头区域,即迎风区域。这种布设方式下,重卡汽车高速行驶时的风速将会对燃料电池的热管理控制产生较大的影响,导致控制精度变差。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,用以解决现有技术未考虑风速影响导致高速行驶时燃料电池的热管理控制精度较差的问题。
一方面,本发明实施例提供了一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,包括电堆、节温器、水泵、热管理控制器和设于车头迎风面处的散热器;其中,
节温器的输入端一依次经散热器、水泵后接电堆的冷却液出口,输入端二经水泵后接电堆的冷却液出口,输出端接电堆的冷却液入口;
热管理控制器,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率,以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
上述技术方案的有益效果如下:提出了一种将车速因子耦合到散热器的散热功率估计中以消除行驶中风速对该热管理系统的影响的方案。根据整车目标功率与车速获得节温器、水泵的控制前馈,从而实现了可以根据车速的变化自适应调整控制参数,避免仅依赖PID控制带来的控制响应速度、控制误差无法兼容的问题,提高了重卡汽车上燃料电池的可靠性和安全性,提高了用户体验。
基于上述系统的进一步改进,所述热管理控制器进一步包括依次连接的:
数据获取单元,用于获取整车目标功率与车速;
数据处理与控制单元,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率确定流经散热器的冷却液流量,再以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
进一步,所述数据获取单元包括:
第一温度传感器,设于电堆的冷却液入口处,用于获取入堆冷却液水温T 1;
第二温度传感器,设于电堆的冷却液出口处,用于获取出堆冷却液水温T 2;
第三温度传感器,设于散热器的输出端管道内壁上,用于获取流经散热器的冷却液水温T 3;
压力传感器,设于水泵的输出端管道内壁上,用于获取流经水泵的冷却液水压P。
进一步,所述数据处理与控制单元执行如下程序:
S1.在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;
S2.基于上述发热功率,确定能够对电堆有效散热的流经散热器的冷却液流量;
S3.以入堆冷却液水温控制目标,结合上述流经散热器的冷却液流量,确定流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量,进而确定节温器分流比,再通过预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型得出节温器的控制前馈;
S4.根据上述流经散热器的冷却液流量、上述小循环冷却液流量,得出流经电堆的冷却液总量,再通过预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型得出水泵的控制前馈;
S5.基于水泵的控制前馈与其原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵的工作状态实时调控,并且,根据节温器的控制前馈与其原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对节温器的工作状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
进一步,所述数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S1的功能:
S11.通过布设于整车上的速度传感器,实时获取整车车速v;
S12.确定当前时刻的整车目标功率P veh、整车上的附件功耗P BOP;
S13.获取当前时刻燃料电池的输出电流i、电堆单片总数N,通过下面公式得出电堆的平均单片电压V cell,
V cell=(P veh +P BOP)/(i×N);
S14.根据电堆的平均单片电压V cell,通过下面公式得出燃料电池的发热功率P h,
P h=i×(1.45-V cell)×N。
进一步,数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S2的功能:
S21.获取当前时刻流经散热器后冷却液水温T 3、环境温度T amb;
S22.基于燃料电池的发热功率P h,通过下面公式确定能够对电堆有效散热的流经散热器的冷却液流量m rad,
m rad=P fc/[(y+A×e v/t )×(T 3-T amb)],
P h=P fc,
式中,y、A、t均为拟合系数,P fc为散热器的散热功率。
进一步,所述数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S3的功能:
S31.获取当前时刻的出堆冷却液水温T 2、经散热器后冷却液水温T 3;
S32.以入堆冷却液水温T 1为控制目标,结合上述流经散热器的冷却液流量m rad,通过下面公式确定流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量m cir,
m cir=[m rad T 1tgr-T 3×m rad]/(T 2-T 1tgr),
式中,T 1tgr为入堆冷却液目标温度;
S33.根据上述小循环冷却液流量m cir,通过下面公式确定节温器分流比a,
a=m cir /(m rad+m cir),
S34.将上述节温器分流比a输入预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型中,得出节温器的控制前馈。
进一步,所述数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S4的功能:
S41.根据流经散热器的冷却液流量m rad、小循环冷却液流量m cir,通过下面公式得出流经电堆的冷却液总量m 总,
m 总 =m rad +m cir ,
S42.将上述冷却液总量m 总输入预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型中,得出水泵的控制前馈。
进一步,所述数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S5的功能:
S51.将出堆冷却液水温T 2和入堆冷却液温度T 1之差作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S4获得的水泵的控制前馈相加,得到水泵的新转速,控制水泵工作于所述新转速;
S52.将入堆冷却液水温T 1作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S3获得的节温器的控制前馈相加,得到节温器的新开度值,控制节温器工作于所述新开度值。
进一步,所述数据处理与控制单元还执行如下程序:
S6.识别车速是否改变,如果是,返回并执行步骤S2,否则,维持当前时刻水泵、节温器的工作状态不变。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
1、通过计算的节温器、水泵各自的控制前馈,提高温控的动态响应及精度,使得入堆冷却液水温T 1、出堆冷却液水温T 2的控制误差≤±2℃。
2、根据散热器的散热功率计算得到流经散热器的冷却液流量和节温器分流比,进而获得节温器、水泵的控制前馈,从而实现了可以根据车速的变化自适应调整控制参数。
3.对车速改变的控制响应精度高、速度快,有效克服了高速行驶时风速对散热器的影响。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择,它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征,也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述,本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本公开示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了实施例1燃料电池热管理系统组成示意图;
图2示出了实施例1节温器、水泵的控制原理示意图;
图3示出了实施例1燃料电池热管理系统在重卡汽车内布设示意图;
图4示出了实施例2燃料电池热管理系统连接示意图;
图5示出了实施例2燃料电池热管理系统控制原理简图。
附图标记:
1- 节温器;2- 水泵;3- 散热器;T1- 第一温度传感器;T2- 第二温度传感器;T3-第三温度传感器;P- 压力传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括,即“包括但不限于”。除非特别申明,术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
实施例1
本发明的一个实施例,公开了一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,如图1所示,包括电堆、节温器、水泵、散热器、和热管理控制器。
散热器,设于车头迎风面处,如图3所示,其散热量受到迎面风速的影响,具有较大的不稳定性,特别是重卡高速行驶时的风速将会对热管理系统的控制效果产生重要的影响。
其中,节温器的输入端一依次经散热器、水泵后接电堆的冷却液出口,输入端二经水泵后接电堆的冷却液出口,输出端接电堆的冷却液入口。
热管理控制器,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率(整车发给燃料电池的目标功率)与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率,以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
上述燃料电池热管理系统适用于现有的任意一种燃料电池,例如氢燃料电池。水泵、节温器的控制原理参见图2所示。燃料电池热管理要求的温度控制精度较高,通常要求入堆冷却液水温T 1、出堆冷却液水温T 2的控制误差≤±2℃。上述控制方案能够满足该控制精度要求。
实施时,燃料电池的热管理系统包括大循环和小循环,大循环是指冷却液从电堆的冷却液出口流出经过水泵、散热器、节温器进入电堆的冷却液入口形成的回路。小循环是指从电堆的冷却液出口流出经过水泵、节温器进入电堆的冷却液入口形成的回路。车辆在高速运行时,如果采用现有的PID控制方案,其车速的变化将引起散热量的变化而导致燃料电池温度无法达到预设的控制精度,而通过上述热管理控制器提供的前馈+PID的自适应控制方案,则可以间接且有效消除车辆在高速运行时风速对燃料电池温度的影响。
与现有技术相比,本实施例提供的燃料电池热管理系统使用一种将车速因子耦合到散热器的散热功率估计中以消除行驶中风速对该热管理系统的影响的方案。根据整车目标功率与车速获得节温器、水泵的控制前馈,从而实现了可以根据车速的变化自适应调整控制参数,避免仅依赖PID控制带来的控制响应速度、控制误差无法兼容的问题,提高了重卡汽车上燃料电池的可靠性和安全性,提高了用户体验。
实施例2
在实施例1的基础上进行改进,热管理控制器进一步包括依次连接的数据获取单元、数据处理与控制单元。
数据获取单元,用于获取整车目标功率与车速,发送至数据处理与控制单元。
数据处理与控制单元,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率确定流经散热器的冷却液流量,再以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
优选地,数据处理与控制单元执行如下程序:
S1.在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率(当前时刻的理论发热功率);
S2.基于上述发热功率,确定能够对电堆有效散热(散热器的散热功率应大于等于燃料电池的发热功率)的流经散热器的冷却液流量(理论值);
S3.以入堆冷却液水温控制目标,结合上述流经散热器的冷却液流量,确定流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量(理论值),进而确定节温器分流比,再通过预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型得出节温器的控制前馈;
S4.根据上述流经散热器的冷却液流量、上述小循环冷却液流量,得出流经电堆的冷却液总量(理论值),再通过预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型得出水泵的控制前馈;
S5.基于水泵的控制前馈与其原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵的工作状态实时调控,并且,根据节温器的控制前馈与其原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对节温器的工作状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
燃料电池热管理系统的主要部件如图4所示,其控制器的基本控制原理如图5所示。
优选地,数据获取单元进一步包括第一温度传感器(水温传感器)、第二温度传感器(水温传感器)、第三温度传感器(水温传感器)、压力传感器(水压传感器)、环境温度传感器(气温传感器)、速度传感器、功率获取单元、电流传感器。
第一温度传感器,设于电堆的冷却液入口处,用于获取入堆冷却液水温T 1。
第二温度传感器,设于电堆的冷却液出口处,用于获取出堆冷却液水温T 2。
第三温度传感器,设于散热器的输出端管道内壁上,用于获取流经散热器的冷却液水温T 3。
压力传感器,设于水泵的输出端管道内壁上,用于获取流经水泵的冷却液水压P。
环境温度传感器,设于燃料电池所处舱室内,用于获取环境温度T amb。
速度传感器,用于获取当前时刻的车速v。
功率获取单元,整车自带,用于获取整车目标功率P veh、附件功耗P BOP。
电流传感器,设于燃料电池的供电端,用于获取燃料电池的输出电流i。
优选地,步骤S4中,预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型:
v 1 =f(m 总,P), (1)
m 总=m cir+m rad,
式中,v 1为水泵转速的控制前馈(也称水泵的前馈转速);m rad为流经散热器的冷却液流量(大循环冷却液流量);f()为标定函数,可通过实验室标定获得;P通过压力传感器获得。
可选地,也可根据冷却液总量m 总,与水压P查阅水泵的工作特性表,直接获取水泵的前馈转速v 1。
流经散热器的冷却液流量m rad与车速相关,进而冷却液总量m 总,也与车速相关,使得水泵的前馈转速与车速相关,因此通过测量车速的变化自适应调整水泵的转速,可消除车速造成的部分散热影响。
优选地,步骤S3中,预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型包括:
K 1 =g(a), (2)
a=m cir /m 总,
式中,K 1为节温器开度的控制前馈;a为节温器分流比;m cir为流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量;g()为标定函数,可通过实验室标定获得。
大循环冷却液流量m rad与车速相关,小循环冷却液流量m cir与入堆冷却液水温目标值、实时的出堆冷却液水温相关,因此通过车速的变化自适应调整水泵转速,也可消除车速造成的部分散热影响。
理论上,整车目标功率P veh等于燃料电池净输出功率,燃料电池净输出功率可以折算为燃料电池的发热功率P h。
优选地,根据上述理论,步骤S1进一步包括:
S11.通过布设于整车上的速度传感器,获取当前时刻的整车车速v;
S12.确定当前时刻的整车目标功率P veh、整车上的附件功耗P BOP;
S13.获取当前时刻燃料电池的输出电流i、电堆单片总数N,通过下面公式得出电堆的平均单片电压V cell,
P veh=i×V cell×N-P BOP, (3)
S14.根据电堆的平均单片电压V cell,通过下面公式得出燃料电池的发热功率P h,
P h=i×(1.45-V cell)×N , (4)
需说明的是,实施例为了更清楚、简洁地介绍建模思路,仅给出了发明内容中公式对应的原始推导公式,其与发明内容中对应公式实质一致。
理论上,散热器的散热功率需要与燃料电池的发热功率保持相等,以实现最优散热效果,因此可以根据上述步骤S14的得到的燃料电池的发热功率P h进一步得到流经散热器的冷却液流量m rad。
优选地,根据上述理论,步骤S2进一步包括:
S21.获取当前时刻流经散热器后冷却液水温T 3、环境温度T amb;
S22.基于燃料电池的发热功率P h,通过下面公式确定能够对电堆有效散热的流经散热器的冷却液流量m rad(大循环流量),
P fc=(y+A×e v/t )×(T 3-T amb)×m rad, (5)
P h=P fc,
式中,y、A、t均为拟合系数(可通过实验室标定获得),P fc为散热器的散热功率。
节温器的位置决定了分流比的大小。由入堆冷却液目标温度、出堆冷却液水温、流经散热器后冷却液水温可计算得到大小循环各自的流量,进而可确定节温器的分流比(与开度相关)。
优选地,根据上述理论,步骤S3进一步包括:
S31.获取当前时刻的出堆冷却液水温T 2、经散热器后冷却液水温T 3;
S32.以入堆冷却液水温T 1为控制目标,结合上述流经散热器的冷却液流量m rad,通过下面公式确定流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量m cir,
T 3×m rad+T 2×m cir=(m rad+m cir)T 1tgr, (6)
式中,T 1tgr为入堆冷却液目标温度;
S33.根据上述小循环冷却液流量m cir,通过下面公式确定节温器分流比a,
a=m cir /(m rad+m cir), (7)
S34.将上述节温器分流比a输入预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型中,得出节温器的控制前馈。
优选地,数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S4的功能:
S41.根据流经散热器的冷却液流量m rad、小循环冷却液流量m cir,通过下面公式得出流经电堆的冷却液总量m 总,
m 总 =m rad +m cir , (8)
S42.将上述冷却液总量m 总输入预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型中,得出水泵的控制前馈。
优选地,数据处理与控制单元进一步执行如下程序完成步骤S5的功能:
S51.将出堆冷却液水温T 2和入堆冷却液温度T 1之差作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S4获得的水泵的控制前馈相加,得到水泵的新转速,控制水泵工作于所述新转速;
S52.将入堆冷却液水温T 1作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S3获得的节温器的控制前馈相加,得到节温器的新开度值,控制水泵工作于所述新开度值。
优选地,数据处理与控制单元还执行如下程序:
S6.识别车速是否改变,如果是,返回并执行步骤S2,否则,维持当前时刻水泵、节温器的工作状态不变。
优选地,数据处理与控制单元具有显示模块。所述显示模块的显示屏上显示各传感器的实时数据。
与现有技术相比,本实施例用于重卡汽车的燃料电池热管理系统具有如下有益效果:
1、通过计算的节温器、水泵各自的控制前馈,提高温控的动态响应及精度,使得入堆冷却液水温T 1、出堆冷却液水温T 2的控制误差≤±2℃。
2、根据散热器的散热功率计算得到流经散热器的冷却液流量和节温器分流比,进而获得节温器、水泵的控制前馈,从而实现了可以根据车速的变化自适应调整控制参数。
3.对车速改变的控制响应精度高、速度快,有效克服了高速行驶时风速对散热器的影响。
4、通过设置的各种传感器,可实时对燃料电池的温度状态进行监测,增强用户体验。
以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对现有技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (4)
1.一种用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,其特征在于,包括电堆、节温器、水泵、热管理控制器和设于车头迎风面处的散热器;
节温器的输入端一依次经散热器、水泵后接电堆的冷却液出口,输入端二经水泵后接电堆的冷却液出口,输出端接电堆的冷却液入口;
热管理控制器,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率,以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响;
所述热管理控制器执行如下程序:
S1.通过布设于整车上的速度传感器,实时获取整车车速v;
确定当前时刻的整车目标功率P veh、整车上的附件功耗P BOP;
获取当前时刻燃料电池的输出电流i、电堆单片总数N,通过下面公式得出电堆的平均单片电压V cell,
V cell=(P veh +P BOP)/(i×N);
根据电堆的平均单片电压V cell,通过下面公式得出燃料电池的发热功率P h,
P h=i×(1.45-V cell)×N;
S2.获取当前时刻流经散热器后冷却液水温T 3、环境温度T amb;
基于燃料电池的发热功率P h,通过下面公式确定能够对电堆有效散热的流经散热器的冷却液流量m rad,
m rad=P fc/[(y+A×e v/t )×(T 3-T amb)],
P h=P fc,
式中,y、A、t均为拟合系数,P fc为散热器的散热功率;
获取当前时刻的出堆冷却液水温T 2、经散热器后冷却液水温T 3;
以入堆冷却液水温T 1为控制目标,结合上述流经散热器的冷却液流量m rad,通过下面公式确定流经节温器的输入端二处的小循环冷却液流量m cir,
m cir=[m rad T 1tgr-T 3×m rad]/(T 2-T 1tgr)
式中,T 1tgr为入堆冷却液目标温度;
根据上述小循环冷却液流量m cir,通过下面公式确定节温器分流比a,
a=m cir /(m rad+m cir),
将上述节温器分流比a输入预设的节温器分流比-节温器开度的前馈模型中,得出节温器的控制前馈;
S4.根据流经散热器的冷却液流量m rad、小循环冷却液流量m cir,通过下面公式得出流经电堆的冷却液总量m 总,
m 总 =m rad +m cir ;
将上述冷却液总量m 总输入预设的冷却液总量-水泵转速的前馈模型中,得出水泵的控制前馈;
S5.将出堆冷却液水温T 2和入堆冷却液温度T 1之差作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S4获得的水泵的控制前馈相加,得到水泵的新转速,控制水泵工作于所述新转速;
将入堆冷却液水温T 1作为PID控制的计算输入值,将计算输出值与步骤S3获得的节温器的控制前馈相加,得到节温器的新开度值,控制节温器工作于所述新开度值。
2.根据权利要求1所述的用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述热管理控制器进一步包括依次连接的:
数据获取单元,用于获取整车目标功率与车速;
数据处理与控制单元,用于在车辆行驶过程中,实时获取整车目标功率与车速,确定燃料电池的发热功率;以及,基于该发热功率确定流经散热器的冷却液流量,再以入堆冷却液水温为控制目标,确定能够对电堆有效散热的节温器分流比、流经电堆的冷却液总量,进而生成节温器、水泵各自的控制前馈;以及,基于各自的控制前馈、原PID控制值相叠加形成的新控制信号,对水泵、节温器的运行状态实时调控,以消除行驶中风速对该热管理系统的影响。
3.根据权利要求2所述的用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述数据获取单元进一步包括:
第一温度传感器,设于电堆的冷却液入口处,用于获取入堆冷却液水温T 1;
第二温度传感器,设于电堆的冷却液出口处,用于获取出堆冷却液水温T 2;
第三温度传感器,设于散热器的输出端管道内壁上,用于获取流经散热器的冷却液水温T 3;
压力传感器,设于水泵的输出端管道内壁上,用于获取流经水泵的冷却液水压P。
4.根据权利要求2或3所述的用于重卡汽车的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述数据处理与控制单元还执行如下程序:
S6.识别车速是否改变,如果是,返回并执行步骤S2,否则,维持当前时刻水泵、节温器的工作状态不变。
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