CN115513500A - 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质 - Google Patents

燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115513500A
CN115513500A CN202211312332.4A CN202211312332A CN115513500A CN 115513500 A CN115513500 A CN 115513500A CN 202211312332 A CN202211312332 A CN 202211312332A CN 115513500 A CN115513500 A CN 115513500A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature sensor
temperature
fuel cell
value
thermal management
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.)
Pending
Application number
CN202211312332.4A
Other languages
English (en)
Inventor
肖龙
李宗华
陈金锐
冉洪旭
曾韬
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.)
Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd
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 Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd filed Critical Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd
Priority to CN202211312332.4A priority Critical patent/CN115513500A/zh
Publication of CN115513500A publication Critical patent/CN115513500A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029Heat exchange using liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04358Temperature; Ambient temperature of the coolant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664Failure or abnormal function
    • H01M8/04679Failure or abnormal function of fuel cell stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)

Abstract

本申请涉及燃料电池功能安全技术领域,特别涉及一种燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质,方法包括以下步骤:识别第一温度传感器和第二温度传感器是否均故障;若第一温度传感器和第二温度传感器均故障,则控制燃料电池的热管理系统以预设功率运行;若第一温度传感器和第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用温度实测值和温度替代值控制燃料电池系统对燃料电池执行热管理动作。由此,解决了相关技术中通常采用立即急停的方式处理水温传感器故障情况,容易导致行车车动力中断,降低行车的可靠性、安全性和用户体验等问题。

Description

燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质
技术领域
本申请涉及燃料电池功能安全技术领域,特别涉及一种燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质。
背景技术
燃料电池热管理系统主要用于燃料电池冷却,主要由燃料电池电堆、燃料电池出水管路、水泵、燃料电池进水管路、进水温度传感器、出水温度传感器、散热器及风扇等组成。
相关技术中,若检测到对水温传感器故障情况时,通常的处理方式为:立即急停燃料电池热管理系统,以避免故障对于行车造成影响;然而,立即急停的方式容易导致行车动力中断,易产生安全隐患,用户体验不佳。
发明内容
本申请提供一种燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质,以解决相关技术中通常采用立即急停的方式处理水温传感器故障情况,容易导致行车车动力中断,降低行车的可靠性、安全性和用户体验等问题。
本申请第一方面实施例提供一种燃料电池的热管理方法,所述燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器,包括以下步骤:识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
根据上述技术手段,本申请实施例可以在检测到燃料电池进出水管路上的温度传感器出现故障时,利用温度替代值替代进出水温度传感器工作,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患,提升车辆的安全性和可靠性同时,提升用户的使用体验。
可选地,所述第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000011
其中,T进替表示所述第一温度传感器的温度替代值,T出测表示所述第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure BDA0003907511450000021
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure BDA0003907511450000022
表示进水时的标定占比系数。
根据上述技术手段,本申请实施例可以在燃料电池的第一温度传感器出现故障时,通过第一温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代第一温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行。
可选地,所述第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000023
其中,T出替表示所述第二温度传感器的温度替代值,T进测表示所述第一温度传感器的温度实测值,
Figure BDA0003907511450000024
表示出水时的标定占比系数。
根据上述技术手段,本申请实施例可以在燃料电池的第二温度传感器出现故障时,通过第二温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代第二温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行。
可选地,所述占比系数的标定过程为:将所述占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算所述温度传感器的温度替代值;根据所述温度传感器的温度实测值和所述温度替代值计算误差值,若所述误差值未处于预设范围内,则调整所述占比系数对应的值,直到所述误差值处于所述预设范围内,完成所述占比系数的标定。
根据上述技术手段,本申请实施例通过调整占比系数的值,使温度传感器的温度实测值和温度替代值的误差值在一定范围内,从而完成占比系数的标定,方便后续计算温度替代值。
本申请第二方面实施例提供一种燃料电池的热管理装置,所述燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器,所述装置包括:识别模块,用于识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;第一控制模块,用于若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;第二控制模块,用于若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
可选地,所述第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000025
其中,T进替表示所述第一温度传感器的温度替代值,T出测出测表示所述第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure BDA0003907511450000026
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure BDA0003907511450000027
表示进水时的标定占比系数。所述第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000031
其中,T出替表示所述第二温度传感器的温度替代值,T进测表示所述第一温度传感器的温度实测值,
Figure BDA0003907511450000032
表示出水时的标定占比系数。
可选地,所述占比系数的标定过程为:将所述占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算所述温度传感器的温度替代值;根据所述温度传感器的温度实测值和所述温度替代值计算误差值,若所述误差值未处于预设范围内,则调整所述占比系数对应的值,直到所述误差值处于所述预设范围内,完成所述占比系数的标定。
本申请第三方面实施例提供一种燃料电池的热管理系统,包括:燃料电池、第一温度传感器和第二温度传感器,其中,所述第一温度传感器设置于所述燃料电池的进水管路,用于检测所述燃料电池的进水温度,所述第二温度传感器设置于所述燃料电池的出水管路上,用于检测所述燃料电池的出水温度,控制器,用于识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
本申请第三方面实施例提供一种车辆,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如上述实施例所述的燃料电池的热管理系统。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行,以用于实现如上述实施例所述的燃料电池的热管理方法。
由此,本申请至少具有如下有益效果:
(1)本申请实施例可以在检测到燃料电池进出水管路上的温度传感器出现故障时,利用温度替代值替代进出水温度传感器工作,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患,提升车辆的安全性和可靠性同时,提升用户的使用体验。
(2)本申请实施例可以在燃料电池的第一温度传感器出现故障时,通过第一温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代第一温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行。
(3)本申请实施例可以在燃料电池的第二温度传感器出现故障时,通过第二温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代第二温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行。
(4)本申请实施例通过调整占比系数的值,使温度传感器的温度实测值和温度替代值的误差值在一定范围内,从而完成占比系数的标定,方便后续计算温度替代值。
本申请附加的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,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本申请实施例提供的燃料电池的热管理系统的方框示意图;
图2为根据本申请实施例提供的燃料电池的热管理系统的结构示意图;
图3为根据本申请实施例提供的一种燃料电池的热管理方法的流程图;
图4为根据本申请实施例提供的燃料电池的热管理系统的进出水温度替代过程的流程图;
图5为根据本申请实施例提供的进水温度替代值标定过程流程图;
图6为根据本申请实施例提供的出水温度替代值标定过程流程图;
图7为根据本申请实施例的燃料电池的热管理装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,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,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质。针对上述背景技术中提到的在车辆的燃料的电池热管理系统的水温传感器出现故障情况时,主流处置方法为系统立即急停,会导致行车动力中断等重大安全隐患的问题,本申请提供了一种燃料电池的热管理方法,在该方法中,在燃料电池的进水管路和出水管路分别设置温度传感器,当检测到进水温度传感器或出水温度传感器出现故障时,采用进水温度替代值或出水温度替代值继续运行,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患。由此,解决了在燃料电池热管理系统中水温传感器出现故障时采用急停的方法,导致重大安全隐患等问题。
具体而言,图1为本申请实施例所提供的一种燃料电池的热管理系统的方框示意图。
如图1所示,该燃料电池的热管理系统10,包括:燃料电池101、第一温度传感器102、第二温度传感器103和控制器104。
其中,第一温度传感器102设置于燃料电池的进水管路,用于检测燃料电池的进水温度,第二温度传感器103设置于燃料电池的出水管路上,用于检测燃料电池的出水温度,控制器104用于识别第一温度传感器和第二温度传感器是否均故障;若第一温度传感器和第二温度传感器均故障,则控制燃料电池的热管理系统以预设功率运行;若第一温度传感器和第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用温度实测值和温度替代值控制燃料电池系统对燃料电池执行热管理动作。
其中,预设功率是指当第一温度传感器和第二温度传感器均故障时,控制燃料电池的热管理系统运行的功率,以避免直接进行急停时出现重大安全事故。预设功率的值可以依据具体情况进行设定,对此不做限制,比如可以设置为燃料电池的然管理系统运行的最低功率。
其中,故障传感器的温度替代值的计算方法将在下述实施例中进行详细阐述,此处不再赘述。
需要说明的是,燃料电池热管理系统主要用于燃料电池冷却,主要由燃料电池电堆、燃料电池出水管路、水泵、燃料电池进水管路、进水温度传感器、出水温度传感器、散热器及风扇等组成,其结构示意图如图2所示。
可以理解的是,本申请实施例分别在燃料电池的出水管路和进水管路设置有温度传感器,利用控制器检测温度传感器是否出现故障,若是两个温度传感器均出现故障,控制故障系统按照预设功率运行,若是其中一个出现故障,利用相对的温度替代值替代故障传感器运行,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患。
基于上述实施例所述的燃料电池的热管理系统,下面将阐述一种燃料电池的热管理方法,图3为本申请实施例所提供的一种燃料电池的热管理方法的流程示意图。
如图3所示,该燃料电池的热管理方法包括以下步骤,其中,燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器:
在步骤S101中,识别第一温度传感器和第二温度传感器是否均故障。
其中,第一温度传感器设置在燃料电池的进水管路上,即为进水温度传感器,第二温度传感器设置在出水管路上,即为出水温度传感器。
其中,本申请实施例可以利用燃料电池的热管理系统中的控制器来识别第一温度传感器和第二温度传感器是否出现故障。
在步骤S102中,若第一温度传感器和第二温度传感器均故障,则控制燃料电池的热管理系统以预设功率运行。
其中,预设功率是指当第一温度传感器和第二温度传感器均故障时,控制燃料电池的热管理系统运行的功率。预设功率的值可以依据具体情况进行设定,对此不做限制,比如可以设置为燃料电池的然管理系统运行的最低功率。
可以理解的是,若是检测到第一温度传感器和第二温度传感器均出现故障,控制燃料电池的热管理系统以预设功率运行,以避免直接进行急停时出现重大安全事故。
在步骤S103中,若第一温度传感器和第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用温度实测值和温度替代值控制燃料电池系统对燃料电池执行热管理动作。
可以理解的是,本申请实施例中若是第一温度传感器出现故障,即进水温度传感器存在故障时,进水温度替代值替代第一温度传感器(进水温度传感器)运行;若是第二温度传感器出现故障,即出水温度传感器存在故障时,出水温度替代值替代第二温度传感器(出水温度传感器)运行。
在本申请实施例中,第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000061
其中,T进替表示第一温度传感器的温度替代值,T出测表示第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure BDA0003907511450000062
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure BDA0003907511450000063
表示进水时的标定占比系数。
需要说明的是,燃料电池发电损耗大部分转化为发热量并被冷却液吸收,冷却液发热量可以通过冷却液流量、冷却液比热容和出入口温差计算而得,因此,可以推导出公式为:
Figure BDA0003907511450000064
其中,
Figure BDA0003907511450000065
为冷却液实测流量;C为冷却液比热容,为冷却液特性参数;ΔT为燃料电池出入口温差;
Figure BDA0003907511450000066
为冷却液吸收的热量;P理论为由燃料电池单片理论电压推导出的理论发电功率;P实测为燃料电池电堆实测发电功率;P理论-P实测为燃料电池发电功率损耗;
Figure BDA0003907511450000067
为占比系数,表征被冷却液吸收的热量在燃料电池发电功率损耗中的占比。
在本申请实施例中,第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000068
其中,T出替表示第二温度传感器的温度替代值,T进测表示第一温度传感器的温度实测值,
Figure BDA0003907511450000069
表示出水时的标定占比系数。
在本申请实施例中,占比系数的标定过程为:将占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算温度传感器的温度替代值;根据温度传感器的温度实测值和温度替代值计算误差值,若误差值未处于预设范围内,则调整占比系数对应的值,直到误差值处于预设范围内,完成占比系数的标定。
可以理解的是,本申请实施例首先将占比系数设置为预设值,比如可以设置为1,通过温度传感器的温度替代值计算公式计算出对应的温度传感器的温度替代值,然后计算温度传感器的温度实测值和温度替代值的误差,如果误差处在预设范围内,占比系数标定,否则重新调整占比系数,使误差处在预设范围内。
可以理解是,在第一温度传感器的温度替代值计算公式中,在T出测、n、I、U、
Figure BDA0003907511450000071
C均已知的情况下,T进替
Figure BDA0003907511450000072
唯一相关,只需调整
Figure BDA0003907511450000073
使得T进替和T进测误差在规定范围内,则可以得到可以提赛传感器实测进水温度T进测的替代进水温度值T进替;在第二温度传感器的温度替代值计算公式中,在T出测、n、I、U、
Figure BDA0003907511450000074
C均已知的情况下,T出替
Figure BDA0003907511450000075
唯一相关,只需调整
Figure BDA0003907511450000076
使得T出替和T出测误差在规定范围内,则可得到可以替代传感器实测出水温度T出测的替代出水温度值T出替
下面将通过一个具体实施例来阐述燃料电池的热管理方法,步骤如下:
1、进出水温度替代过程(如图4所示)
(1)系统监测进水温度传感器和出水温度传感器状态;
(2)若进水温度传感器和出水温度传感器均无故障,则系统正常运行;
(3)若进水温传感器和出水温度传感器均存在故障系统按照最低安全功率运行;
(4)若仅进水温度传感器存在故障,则进水温度替代值替代进水温传感器运行;
(5)若仅出水温度传感器存在故障,则出水温度替代值替代出水温传感器运行。
2、进水温度替代值标定过程(如图5所示)
(1)先将第一温度传感器的温度替代值计算公式中占比系统
Figure BDA0003907511450000077
预设为1;
(2)比较T进替和T进测之间的误差值;
(3)若T进替和T进测之间的误差在规定范围内,则T进替标定合格;
(4)若T进替和T进测之间的误差不在规定范围内,则调整
Figure BDA0003907511450000078
并重复步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)。
3、出水温度替代值标定过程(如图6所示)
(1)先将第一温度传感器的温度替代值计算公式中占比系统
Figure BDA0003907511450000079
预设为1;
(2)比较T出替和T出测之间的误差值;
(3)若T出替和T出测之间的误差在规定范围内,则T出替标定合格;
(4)若T出替和T出替之间的误差不在规定范围内,则调整
Figure BDA00039075114500000710
并重复步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)。
根据本申请实施例提出的燃料电池的热管理方法,可以在检测到燃料电池进出水管路上的温度传感器出现故障时,利用温度替代值替代进出水温度传感器工作,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患,提升车辆的安全性和可靠性同时,提升用户的使用体验;可以在燃料电池的温度传感器出现故障时,通过温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行;通过调整占比系数的值,使温度传感器的温度实测值和温度替代值的误差值在一定范围内,从而完成占比系数的标定,方便后续计算温度替代值。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的燃料电池的热管理装置。
图7是本申请实施例的燃料电池的热管理装置的方框示意图。
如图7所示,该燃料电池的热管理装置20,燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器,包括:识别模块201、第一控制模块202和第二控制模块203。
其中,识别模块201用于识别第一温度传感器和第二温度传感器是否均故障;第一控制模块202用于若第一温度传感器和第二温度传感器均故障,则控制燃料电池的热管理系统以预设功率运行;第二控制模块203用于若第一温度传感器和第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用温度实测值和温度替代值控制燃料电池系统对燃料电池执行热管理动作。
在本申请实施例中,第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000081
Figure BDA0003907511450000082
其中,T进替表示第一温度传感器的温度替代值,T出测出测表示第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure BDA0003907511450000083
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure BDA0003907511450000084
表示进水时的标定占比系数;第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure BDA0003907511450000085
其中,T出替表示第二温度传感器的温度替代值,T进测表示第一温度传感器的温度实测值,
Figure BDA0003907511450000086
表示出水时的标定占比系数。
在本申请实施例中,占比系数的标定过程为:将占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算温度传感器的温度替代值;根据温度传感器的温度实测值和温度替代值计算误差值,若误差值未处于预设范围内,则调整占比系数对应的值,直到误差值处于预设范围内,完成占比系数的标定。
需要说明的是,前述对燃料电池的热管理方法实施例的解释说明也适用于该实施例的燃料电池的热管理装置,此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的燃料电池的热管理装置,可以在检测到燃料电池进出水管路上的温度传感器出现故障时,利用温度替代值替代进出水温度传感器工作,从而消除因水温传感器故障而导致的燃料电池急停所带来的安全隐患,提升车辆的安全性和可靠性同时,提升用户的使用体验;可以在燃料电池的温度传感器出现故障时,通过温度传感器的温度替代值计算公式计算温度替代值替代温度传感器工作,保证燃料电池正常工作,继续可靠运行;通过调整占比系数的值,使温度传感器的温度实测值和温度替代值的误差值在一定范围内,从而完成占比系数的标定,方便后续计算温度替代值。
本申请实施例还提供一种车辆,包括如上述实施例所述的燃料电池的热管理系统。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上的燃料电池的热管理方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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申请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是必须针对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一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“N个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列,现场可编程门阵列等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种燃料电池的热管理方法,其特征在于,所述燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器,其中,所述方法包括以下步骤:
识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;
若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;
若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure FDA0003907511440000011
其中,T进替表示所述第一温度传感器的温度替代值,T出测表示所述第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure FDA0003907511440000012
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure FDA0003907511440000013
表示进水时的标定占比系数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure FDA0003907511440000014
其中,T出替表示所述第二温度传感器的温度替代值,T进测表示所述第一温度传感器的温度实测值,
Figure FDA0003907511440000015
表示出水时的标定占比系数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述占比系数的标定过程为:
将所述占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算所述温度传感器的温度替代值;
根据所述温度传感器的温度实测值和所述温度替代值计算误差值,若所述误差值未处于预设范围内,则调整所述占比系数对应的值,直到所述误差值处于所述预设范围内,完成所述占比系数的标定。
5.一种燃料电池的热管理装置,其特征在于,所述燃料电池的进水管路和出水管路上分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器,所述装置包括:
识别模块,用于识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;
第一控制模块,用于若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;
第二控制模块,用于若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,
所述第一温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure FDA0003907511440000021
其中,T进替表示所述第一温度传感器的温度替代值,T出测出测表示所述第二温度传感器的温度实测值,a表示燃料电池电堆的单电池理论电压,n表示燃料电池电堆的单电池片数,I表示燃料电池电堆实测电流,U表示燃料电池电堆实测电压,
Figure FDA0003907511440000022
表示冷却液实测流量,C表示冷却液比热容,
Figure FDA0003907511440000023
表示进水时的标定占比系数;
所述第二温度传感器的温度替代值计算公式为:
Figure FDA0003907511440000024
其中,T出替表示所述第二温度传感器的温度替代值,T进测表示所述第一温度传感器的温度实测值,
Figure FDA0003907511440000025
表示出水时的标定占比系数。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述占比系数的标定过程为:
将所述占比系数设置为预设值,利用温度传感器的温度替代值计算公式计算所述温度传感器的温度替代值;
根据所述温度传感器的温度实测值和所述温度替代值计算误差值,若所述误差值未处于预设范围内,则调整所述占比系数对应的值,直到所述误差值处于所述预设范围内,完成所述占比系数的标定。
8.一种燃料电池的热管理系统,其特征在于,包括:
燃料电池、第一温度传感器和第二温度传感器,其中,所述第一温度传感器设置于所述燃料电池的进水管路,用于检测所述燃料电池的进水温度,所述第二温度传感器设置于所述燃料电池的出水管路上,用于检测所述燃料电池的出水温度,
控制器,用于识别所述第一温度传感器和所述第二温度传感器是否均故障;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均故障,则控制所述燃料电池的热管理系统以预设功率运行;若所述第一温度传感器和所述第二温度传感器任一故障,则基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值,利用所述温度实测值和所述温度替代值控制所述燃料电池系统对所述燃料电池执行热管理动作。
9.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求8所述的燃料电池的热管理系统。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行,以用于实现如权利要求1-4任一项所述的燃料电池的热管理方法。
CN202211312332.4A 2022-10-25 2022-10-25 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质 Pending CN115513500A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211312332.4A CN115513500A (zh) 2022-10-25 2022-10-25 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211312332.4A CN115513500A (zh) 2022-10-25 2022-10-25 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115513500A true CN115513500A (zh) 2022-12-23

Family

ID=84512905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211312332.4A Pending CN115513500A (zh) 2022-10-25 2022-10-25 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115513500A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117507943A (zh) * 2023-10-27 2024-02-06 重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司 确定电池进水口温度的方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101313431A (zh) * 2005-11-21 2008-11-26 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及其温度调节方法
DE102014009865A1 (de) * 2014-07-03 2016-01-07 Daimler Ag Verfahren zum Kühlen einer Brennstoffzelle
CN210136967U (zh) * 2019-08-15 2020-03-10 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池过热保护系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101313431A (zh) * 2005-11-21 2008-11-26 丰田自动车株式会社 燃料电池系统及其温度调节方法
DE102014009865A1 (de) * 2014-07-03 2016-01-07 Daimler Ag Verfahren zum Kühlen einer Brennstoffzelle
CN210136967U (zh) * 2019-08-15 2020-03-10 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池过热保护系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117507943A (zh) * 2023-10-27 2024-02-06 重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司 确定电池进水口温度的方法、装置、电子设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11329302B2 (en) Control method and system of fuel cell system
JP4513119B2 (ja) 燃料電池システム
JP5003417B2 (ja) 分散型電源システム
US9859579B2 (en) Apparatus and method for diagnosing failure of air supply system of fuel cell system
US20190190043A1 (en) Fuel cell failure diagnostic apparatus and method thereof
US8623567B2 (en) Method to detect gross loss in coolant based on current feedback from the high temperature pump
CN115513500A (zh) 燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质
JP7008098B2 (ja) 燃料電池システムの多段階故障診断方法及び装置
JP6414155B2 (ja) 燃料電池システム
KR101619531B1 (ko) 연료전지 시스템의 냉각수 온도 예측 장치 및 방법
JP2009170378A (ja) 燃料電池システム
KR102274110B1 (ko) 연료전지 시스템의 비상 운전 방법
CN115275279A (zh) 燃料电池系统空滤故障的诊断方法
JP2006261015A (ja) 燃料電池システム
JP6238816B2 (ja) 燃料電池システムの制御方法及び燃料電池システム
KR20120136819A (ko) 연료전지차량의 스택 열화 진단시스템 및 진단방법
US7682720B2 (en) Diagnostic method for detecting a coolant pump failure in a fuel cell system by temperature measurement
CN115911453B (zh) 燃料电池汽车的绝缘阻值控制方法、装置、车辆及介质
JP2005285489A (ja) 燃料電池システム
JP2010067561A (ja) 燃料電池システム
JP5193722B2 (ja) 燃料電池発電システムおよびその故障原因推定方法
JP5229364B2 (ja) 燃料電池システム
CN113937324A (zh) 一种燃料电池车辆空气泄露诊断方法及装置
WO2011044827A1 (zh) 无线数据业务设备自诊断方法及系统
JPH08162138A (ja) 燃料電池発電システム制御方法および制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination