CN116435555B - 燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆。该方法基于燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息、需求换热量和需求流量确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；再根据与每个热交换器对应预设的液体流阻特性关系和目标流经流量计算出水泵的第一值和与对应调节阀的第二值；根据目标换热量、目标流经流量以及空气流阻特性关系计算出对应风扇的第三值；将水泵的转速调整至第一值，将调节阀的开度调整至第二值，将风扇的转速调整至第三值。本申请提高了各个热交换器换热量分配的合理性。

Description

燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆
技术领域
本申请涉及燃料电池热控制技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆。
背景技术
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其工作过程会产生一定的热量。如果不及时有效地散热，燃料电池系统内部的温度会升高，导致电池性能下降、寿命缩短甚至发生故障。因此，散热在燃料电池系统中具有重要意义。燃料电池系统的散热方法是通过在燃料电池系统中设置一个或多个热交换器来分换热量，以保持燃料电池系统工作在合适的温度范围内。
由于大功率燃料电池系统具有高热容和散热功率大的特点，系统在运行过程中容易出现温度波动大、系统迟滞等问题。传统的温控策略往往采用比例积分控制加预控的方法，但在系统变载过程中，仍然存在温度波动较大的问题，从而影响系统的性能和稳定性。
也有一些改进的技术是采用物理仿真模型，直接快速地计算出燃料电池系统所需的换热量和散热流量，并基于此对每个热交换器分配所承担的换热量和散热流量。这种直接利用物理仿真模型所计算出来的换热量和散热流量相比较于比例积分等传统温控策略而言，其计算效率更加高效。
但在一些改进的技术比如专利申请CN202310531062.4中，在进行热交换器的换热量和散热流量的具体分配方式上，存在一些不合理之处。比如当系统的需求换热量Q0在一定条件（比如Q0超过了单个热交换器的最大散热能力）下，让第一热交换器对应的第一调节阀保持全开的开度，而第二热交换器对应的第二调节阀处于全开至全闭的范围。但存在一些特殊的情况，比如该Q0刚好超过了第一热交换器的最大换热量时，直接将第一调节阀设置为全开的情况下第一热交换器的换热量为Q0_1，此时第二热交换器可以实现的最小换热量Q0_2>Q0-Q0_1，这种特殊情况下的换热量分配便显得不够合理。
发明内容
本申请的目的在于提供一种燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆，以解决上述中的至少一个技术问题。为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
本申请第一方面，提供了一种燃料电池系统散热调节方法，所述燃料电池系统包括多个热交换器，所述方法包括：
获取所述燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息，所述换热能力信息用于体现所述每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围；
获取所述燃料电池系统的需求换热量和需求流量；
基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；
根据与每个所述热交换器对应预设的液体流阻特性关系和所述目标流经流量计算出所述燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个所述热交换器连接的调节阀的第二值；
根据所述目标换热量、所述目标流经流量以及与每个所述热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个所述热交换器对应的风扇的第三值；
将所述水泵的转速调整至所述第一值，将所述调节阀的开度调整至所述第二值，将所述风扇的转速调整至所述第三值。
本申请第二方面，提供了一种燃料电池系统散热调节装置，所述燃料电池系统包括多个热交换器，所述装置包括：
换热能力确认模块，用于获取所述燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息，所述换热能力信息用于体现所述每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围；
需求确认模块，用于获取所述燃料电池系统的需求换热量和需求流量；
负载确认模块，用于基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；
数值计算模块，用于根据与每个所述热交换器对应预设的液体流阻特性关系和所述目标流经流量计算出所述燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个所述热交换器连接的调节阀的第二值；根据所述目标换热量、所述目标流经流量以及与每个所述热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个所述热交换器对应的风扇的第三值；
调整模块，用于将所述水泵的转速调整至所述第一值，将所述调节阀的开度调整至所述第二值，将所述风扇的转速调整至所述第三值。
本申请第二方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有可执行指令，所述指令被处理器执行时使所述处理器执行如本申请任一实施例所述的燃料电池系统散热调节方法。
本申请第四方面，提供了一种车辆，所述车辆包括燃料电池、热交换器、中冷器和风扇，以及上述的燃料电池系统散热调节装置。
本申请中的燃料电池系统散热调节方法、装置、介质和车辆，根据燃料电池系统的需求换热量和需求流量，来合理分配各个热交换器所承担的换热量和流经流量，以并调节相应的各个调节阀、风扇和水泵，尽量使得各个热交换器可以达到该换热量和流经流量，使各个热交换器的换热量处于其换热量范围内，尽量减少出现无法达到各个热交换器的所分配的换热量，提高了各个热交换器换热量分配的合理性，有效减缓高温引起的燃料电池系统中的相关材料的损伤，在实现大功率散热应用的前提下，有效保障了燃料电池系统的使用寿命需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为一个实施例中燃料电池系统的部分结构示意图；
图2为一个实施例中燃料电池系统散热调节方法的流程示意图；
图3为一个实施例中检测需求换热量和需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配的流程示意图；
图4为另一个实施例中燃料电池系统散热调节方法的流程示意图；
图5为一个实施例中燃料电池系统散热调节装置的结构示意图。
其中，10、燃料电池；20、水泵；31、第一热交换器；32、第二热交换器；41、第一风扇；42、第二风扇；51、第一调节阀、52、第二调节阀；60、中冷器；70、空气压缩机；80、增湿机。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请所使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
比如本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一热交换器称为第二热交换器，将第二热交换器称为第一热交换器。第一热交换器和第二热交换器两者都是热交换器，但其不是同一个热交换器。
再比如本申请所使用的术语“包括”、“包含”等表明了特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
本申请中的燃料电池可为氢燃料电池，具体可为大功率氢燃料电池，大功率燃料电池系统包括多个热交换器。相比较于常规功率的燃料电池，大功率燃料电池需要更复杂的散热系统、温度传感器和控制策略来保持燃料电池在合适的温度范围内运行，其散热需求更大。
通常而言，大功率燃料电池是指能够提供较高输出功率的燃料电池系统，其输出功率通常以千瓦（kW）为单位进行描述。大功率燃料电池的输出功率范围通常在几十kW到几百kW以上，用于更大型的应用，如电动汽车、船舶、建筑物电力供应等。比如输出功率为220KW的燃料电池通常属于大功率燃料电池。
燃料电池系统除了包括多个热交换器之外，还包括一个或多个风扇、一个或多个调节阀、一个或多个水泵。每个风扇为其中一个或多个热交换器提供不同的散热空气流量，每个调节阀和/或每个水泵可控制冷却液流经其中一个或多个热交换器的流量。以燃料电池系统包括两个热交换器、两个风扇、两个调节阀、一个水泵为例进行说明，热交换器包括并联连接的第一热交换器和第二热交换器，风扇包括为第一热交换器提供散热的第一风扇和为第二热交换器提供散热的第二风扇，调节阀包括接第一热交换器的第一调节阀和连接第二热交换器的第二调节阀。
具体地，结合图1所示，燃料电池系统包括两个热交换器（包括第一热交换器31和第二热交换器32）、两个调节阀（包括第一调节阀51、第二调节阀52）、两个风扇（包括第一风扇41、第二风扇42）和一个水泵20。调节阀、风扇、水泵、热交换器均位于燃料电池散热系统中的回路或管路（参考图1中的实线箭头回路）中。调节阀处于冷却液流向燃料电池10和热交换器之间的管路上，根据其开启的开度的大小可以改变冷却液在不同回路或管路中流经不同部件时的流量。水泵可处于总回路或管路中，水泵在不同的转速下，可以改变冷却液在各个热交换器处的流经流量。每个风扇位于对应的热交换器附近，用于向对应热交换器提供空气流量。调节阀和水泵20可协同控制冷却液的流量，因此，达到同一流量对应的水泵的转速数值和调节阀的开度值具有多组解，而并非唯一解。而冷却液流量和空气流量可以共同影响散热量，故达到同一散热量所对应的水泵的转速数值、调节阀的开度值、风扇的转速值也具有多组解，并非唯一解。
燃料电池系统中，外部空气（参考图1中的虚线箭头回路）经过空气压缩机70后，从其中流出的高温空气会流经中冷器60，中冷器60对空气降温后作为干入空气进入增湿器80，并最终提供至燃料电池10。其中，空气压缩机参数信息包括空气压缩机流量/压比，增湿器参数信息包括增湿器干入空气的温度限制。当空气压缩机流量/压比较高，即压缩机工作在较高的负荷时，其产热量较大，中冷器需要散热的热量也会相应增加。同时，如果增湿器干入空气的温度限制较高，即增湿器要求较低的进气温度，为了满足增湿器的要求，需要对空气进行更多的制冷，从而导致中冷器的散热需求进一步增加。
第一热交换器31和第二热交换器32呈并联连接于冷却液循环回路中，共同对冷却液循环回路散热。第一风扇41为第一热交换器31提供空气流量，第二风扇42为第二热交换器32提供空气流量。第一调节阀51可为四通调节阀，第二调节阀52可为三通调节阀。第二调节阀52和第一调节阀51形成的出口端与第一热交换器31、第二热交换器32和旁通路一一相连。第二调节阀52包括一个入口端和两个出口端，第一调节阀51包括两个入口端和两个出口端。第二调节阀52的入口端a和第一调节阀51的其中一个入口端f分别连接燃料电池系统中的冷却液循环回路（参考图1中的实线箭头回路）出燃料电池10后的出口，第一调节阀51的另一个入口端c连接中冷器60的出口，第二调节阀52的其中一个出口端b与第二热交换器32相连，第一调节阀51的一个出口端d与第一热交换器31相连，另一个出口端e与旁通路相连。如此使得热交换器、中冷器通过第二调节阀52和/或第一调节阀51连接于冷却液循环回路中，并形成相对独立的散热支路和中冷器支路。通过对第二调节阀52和第一调节阀51各个口的开闭及开度控制，可以实现不同的支路与冷却液循环回路的接入与否，以适应不同的工况。旁通路主要用于在需要时形成回路。
各个热交换器的散热能力可以相同也可以不同，各个风扇、调节阀、水泵同样也是具有相同或不同的能力。可以理解的，燃料电池系统还可以存在其他的结构设计，比如可以存在三个或更多的热交换器。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种燃料电池系统散热调节方法，燃料电池系统包括多个热交换器。方法包括：
步骤202，获取燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息。
本实施例中，换热能力信息用于体现每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围。比如燃料电池系统中的某个换热器在流经流量处于Li时可以实现的最小换热量Qi_max至最大换热量Qi_max所组成的区间，不同的流经流量对应的换热量范围不同，由热交换器在燃料电池系统中各个可以实现的流经流量所对应的换热量范围即可组成对应热交换器的换热能力信息。换热能力信息可以存储在对应的换热能力信息表中，针对每个热交换器，该信息表中可以存储其对应可实现的最大流经流量、最小流经流量、最大流经流量所对应的最小换热量和最大换热量、最小流经流量所对应的最小换热量和最大换热量，以及处于最大流经流量和最小流经流量之间的一个或多个流经流量及其对应的最小换热量和最大换热量等。本申请中的换热量通常是指单位时间下换热量，其单位可表示为J（焦耳）、kJ（千焦耳）等；流量的单位可表示为m3/h（立方米每小时）、m3/min（立方米每分钟）等。换热量和流量可以根据相关的传感器测量的数据计算出来。比如可以根据相关的流量传感器计算出流经各个热交换器的流量，根据温度传感器分别测量出热交换器的热端和冷端的温度，基于该两端的温度差和流量，以及冷区液的热容等相关参数，可以计算出相应的换热量。
电子设备可以预先存储每个热交换器的换热能力信息，并在需要时提取该换热能力信息。燃料电池系统中，由于每个热交换器对应的调节阀的开度、水泵的转速都是存在最大值和最小值的，故而每个热交换器可以流经的流量也是处于一个范围，本申请中的最小值不为0。类似地，在相同的流量下，热交换器对应的风扇开启的转速不同，其所达到的换热量同样也不一样，故而在相同的流量下，热交换器具备的换热量范围也不同。
电子设备可以针对燃料电池系统的换热能力进行测试仿真，得到每个热交换器可以达到的最大流经流量和最小流经流量，从而得到其流量范围。并进一步测量在不同的流量下可以达到的最大换热量和最小换热量，从而得到每个流量所对应的换热量范围。其中，最小换热量不包括风扇开度为0时的换热量，即不包括风扇不工作时的换热量；最小流经流量不包括调节阀的开度为0或水泵转速为0时的流量，即不包括调节阀或水泵不工作时的流量。
步骤204，获取燃料电池系统的需求换热量和需求流量。
本实施例中，需求换热量表示对处于当前工作条件下的燃料电池系统中的部件通过热交换器进行散热，使其保持良好的工作状态时所需要提供的换热量，该需求换热量通过热交换器进行热交换来承担。流量表示燃料电池系统中的冷却液在冷却管路或热交换器中的流经流量，也表示由风扇工作时为热交换器所提供的空气流量。本申请中未说明为空气流量的流量通常是指冷却液的流经流量。需求流量表示对处于当前工作条件下的燃料电池系统中的部件进行散热，使其保持良好的工作状态时所需要提供的流量，同样的，该需求流量也是冷却液流经热交换器来进行热交换所承担的流经流量，流经各个热交换器的流量之和可为流经水泵的流量。
该工作条件包括燃料电池的工作电压、工作电流等条件，通常而言，燃料电池的需要工作在合适的温度才能保持良好的工作状态，燃料电池所处温度过高或过低都会对燃料电池造成损坏或者工作效率低下。保持良好的工作状态可以理解燃料电池系统中的部件工作在合适的温度的状态。
系统在不同的工作条件下，比如处于不同工作电压、工作电流下，其所需的需求换热量和需求流量一般不同。系统的需求换热量可为多个部件的换热量的总和，比如可包括上述的热交换器的需求换热量和中冷器的需求换热量。
在一个实施例中，燃料电池系统中的需求换热量和需求流量与燃料电池的内部参数信息和外部参数信息相关，电子设备可以预先设置需求换热量和需求流量的计算方法，并根据该外部参数信息和内部参数信息计算出对应的需求换热量和需求流量。
在一个实施例中，可以根据内部参数信息和外部参数信息来设立需求换热量和需求流量的物理计算模型，将相关内部参数和外部参数作为模型的输入，可以得到系统的需求换热量和需求流量。
步骤206，基于换热能力信息、需求换热量和需求流量确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量。
本实施例中，系统可基于该需求换热量和需求流量，合理设置各个热交换器所承担的目标换热量和目标流经流量，使得每个热交换器所承担的目标流经流量尽量处于其可以达到的流经流量范围内，且其所承担的目标换热量也处于在该目标流经流量下可以实现的换热量范围内，使目标换热量优先处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内。其中，各个热交换器所承担的目标流经流量之和即等于该需求换热量，目标换热量之和即等于该需求换热量。
可以理解的，满足上述要求下的各个热交换器的目标流经流量和目标换热量均并不一定是唯一解，电子设备可以从这些可以满足的众多解中任意选择一个合适的解进行分配，也可以按照预设的选取规则从众多解中选取一个解。其中，“优先”表示上述的多组解中，如果存在一组或几组解可以使得目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内，则仅从该一组或几组解中进行选取。举例来说，存在某个需求换热量和需求流量，如下两种情况均满足上述要求，在电子设备即可以选择下述的情况1，也可以选取情况2。
情况1：设置由各个热交换器均匀承担该需求换热量和需求流量，且每个热交换器均处于其对应的换热量范围之内；
情况2：由其中一个热交换器承担的流量为其可以达到的最大流经流量，承担的换热量为处于最大流经流量时可以达到的最大换热量，而剩余需要分担的换热量和流经流量可以由其它一个或多个热交换器进行均匀分担，此时各个热交换器也均处于对应的换热量范围内。
步骤208，根据与每个热交换器对应预设的液体流阻特性关系和目标流经流量计算出燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个热交换器连接的调节阀的第二值。
本实施例中，第一值表示水泵的转速，第二值表示调节阀的开度。各个热交换器可以达到的流经流量和燃料电池系统中的该热交换器对应的水泵的转速、相关调节阀的开度大小相关。液体流阻特性关系表示冷却液在流经系统中的部件（比如热交换器、中冷器、燃料电池）时的流阻与流量之间的关系。该液体流阻特性可包括冷却液流经中冷器时的流阻与流量的关系、冷却液流经燃料电池时的流阻与流量的关系。第一值为使每个热交换器的流经流量达到目标流经流量所对应的水泵的转速值，第二值为使每个热交换器的流经流量达到目标流经流量所对应的调节阀的开度值。当水泵的转速处于第一值，每个热交换器连接的调节阀的开度处于对应的第二值时，每个热交换器所负载的流经流量为对应的目标流经流量。
系统可以预先根据燃料电池系统的具体结构进行模拟和测试，获取到水泵的不同转速、调节阀的不同开度等与流经燃料电池的流量和中冷器等部件时的流量之间的关系。并结合燃料电池系统内部的流量传感器数据、流阻特性参数等内部参数和相关外部参数，建立相应的转速和开度计算模型。基于该模型可以计算出水泵的第一值、各个调节阀的第二值。其中，第一值和第二值分别表示为使得燃料电池和/或车辆保持在其良好的工作状态时所期望的转速和开度。水泵和相应的调节阀处于该第一值和第二值时，可以使得燃料电池系统中流经的各个热交换器的流量可以处于或接近对应的目标流经流量。
不同的水泵转速、调节阀开度可以达到相同的流经流量，即该目标流经流量所对应的水泵的目标转速、调节阀的目标开度具有多组，即也并非唯一解。
步骤210，根据目标换热量、目标流经流量以及与每个热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个热交换器对应的风扇的第三值。
第三值为使每个热交换器所负载的换热量达到目标换热量所对应的风扇的转速值。当每个热交换器对应的风扇的转速处于第三值时，每个热交换器所负载的换热量为对应的目标换热量。各个热交换器可达到的换热量是由其所对应的水泵转速、风扇转速和调节阀开度等共同决定的，热交换器流经的冷却液流量是由水泵转速、调节阀开度等来共同决定的。
热交换器对应的空气流阻特性关系表示风扇、热交换器的空气流阻与空气流量之间的关系。系统预先根据所采用的各个风扇、各个热交换器等部件的结构材料等信息，构建相关的仿真模型，或者进行测试，得到风扇、热交换器的空气流量能力地图，即风扇在不同的转速下，空气流量与每个热交换器的空气流阻和空气流量之间的关系。
通过获取或测量出每个热交换器和对应风扇当前的流阻，结合该空气流阻特性关系，可以计算或查找出在热交换器在处于目标流经流量下，在需要提供该换热量时，对应风扇所需要达到的转速，从而得到该第三值。
其中，第一值、第二值和第三值中的任意一个或多个可以包含数值0，当处于0时，表示对应的水泵、风扇或调节阀处于关闭状态。
步骤212，将水泵的转速调整至第一值，将调节阀的开度调整至第二值，将风扇的转速调整至第三值。
在确定出了相应的第一值、第二值和第三值后，可通过相应的控制器控制各个水泵的转速处于对应的第一值，控制各个调节阀的开度处于对应的第二值，控制各个风扇的转速处于对应的第三值，使燃料电池基本处于所期望的良好的工作状态。
比如可获取燃料电池系统中设置的相应的传感器来检测到水泵的转速、各个风扇的转速以及各个调节阀的开度，基于传感器检测到的这些信息与对应的第一值、第二值和第三值进行比较，并根据比较结果来调整对应的转速和开度，从而实现将水泵、调节阀和风扇的调整到所计算出来的数值。
本申请中的燃料电池系统散热调节方法，根据燃料电池系统的需求换热量和需求流量，来合理分配各个热交换器所承担的换热量和流经流量，以并调节相应的各个调节阀、风扇和水泵，尽量使得各个热交换器可以达到该换热量和流经流量，使各个热交换器的换热量处于其换热量范围内，尽量减少出现无法达到各个热交换器的所分配的换热量，提高了各个热交换器换热量分配的合理性，有效减缓高温引起的燃料电池系统中的相关材料的损伤，在实现大功率散热应用的前提下，有效保障了燃料电池系统的使用寿命需求。另外，通过结合液体流阻特性和空气流阻特性来直接计算出各个调节阀的开度、风扇的转速和水泵的转速，还可以快速直接地使燃料电池系统维持在良好的工作状态。
在一个实施例中，步骤206包括：检测需求换热量和需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，若是，则确定其中一个热交换器的目标换热量为需求换热量，确定其中一个热交换器的目标流经流量为需求流量。
电子设备可以首先检测该需求换热量和需求流量是否与某一个热交换器的换热能力信息相匹配，若是，则说明仅安排由该一个热交换器来承担该需求换热量和需求流量即可，而其他的热交换器无需承担换热量和流经流量。其中，当该需求流量处于热交换器的第一流经流量范围，且需求换热量处于热交换器在需求流量下的换热量范围时，则说明需求换热量和需求流量与相应热交换器的换热能力信息相匹配。所述第一流经流量范围表示热交换器对应的调节阀的开度、水泵的转速分别处于最大值和最小值的范围内，冷却液流经至该热交换器的流量构成的范围。
此时，可以直接将该需求换热量作为该热交换器的目标换热量，需求流量作为该热交换器的目标流量，而其他热交换器所承担的目标换热量和目标流量均为0，即其它换热器对应的调节阀的第二值为0，风扇的第三值也未0。通过仅选取相匹配的一个热交换器进行工作，可以简化各个热交换器负载的计算量，提高了各个热交换器负载量确定的效率。
具体地，可首先检测该热交换器所负载的流量是否可以达到该需求流量，若是，则进一步检测所负载的需求换热量是否处于在该需求流量下的换热量范围之内，若是，则判定需求换热量和需求流量与相应热交换器的换热能力信息匹配。反之，也可以首先检测该热交换器在其第一流经流量范围内可以承担的换热量是否覆盖了该需求换热量，若是，则再检测处于该换热量下可以实现的流经流量是否也覆盖了该需求流量，若是，则同样判定需求换热量和需求流量与相应热交换器的换热能力信息匹配。
在一个实施例中，该其中一个热交换器可为燃料电池系统中的任意一个可以仅启动一个热交换器工作的热交换器，或者为某个默认的热交换器。当存在多个热交换器满足该条件时，可以从满足条件的多个热交换器中任意选取一个，比如选取上述默认的热交换器。也可以比较各个满足条件的热交换器的工作状态、性能情况，根据这些信息来选取一个热交换器。比如可以根据各个满足条件的热交换器的累计工作时长，比如选取在截至上一次工作停止后，累计工作时长最小的热交换器。
在一个实施例中，如图3所示，检测需求换热量和需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，包括：
步骤302，获取其中一个热交换器的第一流经流量范围。
具体地，第一流经流量范围表示仅开启该一个热交换器进行交换时，将该热交换器对应的调节阀的开度、水泵的转速处于其最大值和最小值的范围内，冷却液可以流经至该热交换器的流量所构成的范围。第一流经流量范围包括最大流经流量和最小流经流量。其最大流经流量为与热交换器对应的调节阀的开度处于最大值、水泵的转速处于最大值时，流经该热交换器的冷却液的流量；最小流经流量为与热交换器对应的调节阀的开度处于最小值、水泵的转速处于最小值时，流经该热交换器的冷却液的流量。该最大值和最小值通常不为0，并且能够满足系统的正常冷却液流动需求。
步骤304，获取其中一个热交换器在流经流量为需求流量下的第一换热量范围。
可选地，可检测该需求流量是否处于该第一流经流量范围内，若是，则执行步骤306，否则，执行步骤308。
电子设备可预先计算出各个热交换器处于不同流量下对应的换热范围，在需求流量处于该第一流经流量范围内时，获取处于需求流量下的换热量范围，将其记为第一换热量范围。该第一换热量范围同样包括最大换热量和最小换热量。电子设备检测该需求换热量是否处于该第一换热量范围内，若是，则执行步骤306，否则，执行步骤308。
步骤306，当需求流量处于第一流经流量范围，需求换热量处于第一换热量范围时，判定需求换热量和需求流量与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配。
步骤308，当需求流量不处于第一流经流量范围，或需求换热量不处于第一换热量范围时，判定需求换热量和需求流量不与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配。
本实施例中，通过根据各个热交换器的第一流经流量范围和在需求流量下的换热量范围来确定单独的热交换器是否可以承担需求换热量和需求流量，提高了判定的准确性。
在一个实施例中，当需求换热量和需求流量不与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配时，获取其中一个热交换器在承担换热量为需求换热量时对应的第二流经流量范围；当第二流经流量范围与第一流经流量范围存在交集时，若需求流量大于交集中的最大值，则从交集中选取一个数值作为其中一个热交换器的目标流经流量，并将需求换热量作为其中一个热交换器的目标换热量。
第二流经流量范围为其中一个热交换器在实现的换热量为需求换热量时，冷却液流经其中一个热交换器的流量构成的范围。当与热交换器能力信息不匹配，具体地，与任何热交换器的能力信息均不匹配，则获取该热交换器的换热量在处于需求换热量时可以实现的流经流量，由该所有流经流量所构成的范围记为第二流经流量范围。可以理解的，通过调整风扇的转速，提供不同的空气流量，使得可以在不同的流经流量下达到相同的换热量。故而每个热交换器的需求换热量也存在对应相匹配的流经流量范围。电子设备可以预先计算或存储每个热交换器在不同换热量下对应的流经流量范围，并获取上述的第二流经流量范围。
比较第二流经流量范围与第一流经流量范围之间是否存在交集，如果存在交集，则说明该热交换器可以在其能够负载的流量（即两者的交集范围）内负载该需求换热量。但如果与该热交换器的换热能力信息不匹配，说明该需求流量不处于该交集之内。
此时，若该需求流量小于交集中的最小值，则说明利用该热交换器来承担该需求换热量所需要提供的最小的流经流量也已经超过了系统所需要的需求流量，此种情况在大功率燃料电池系统中一般极少出现。
若该需求流量大于交集中的最大值，则说明利用该热交换器来承担该需求换热量所需要提供的最大的流经流量仍然满足不了系统所需要的需求流量。此时，可以从该交集中选择一个合适的流经流量作为该热交换器的目标流经流量，而直接将该需求换热量作为目标换热量。针对剩余需求流量（即需求流量-目标流经流量），可以由其它余下的一个或多个热交换器来承担，此时，但该其它余下的一个或多个热交换器仅承担流量，而不需要承担换热量，即可以使该其它余下的一个或多个热交换器对应的风扇的转速为0，即使对应的风扇不工作。
可选地，该目标换热量和剩余需求流量同样可根据其它余下的一个或多个热交换器对应的第一流经流量范围来确定，使得其它被安排承担流量的热交换器所承担的目标流经流量也处于其第一流经流量范围之内。
在一个实施例中，当选择处于交集中的最大值来作为该其中一个热交换器的目标流经流量，能够满足上述条件时，则确定该其中一个热交换器的目标流经流量即为该交集中的最大值。此时，可以尽量使得风扇的转速相对较小，减少了系统的能量消耗。
在一个实施例中，步骤206包括：当需求换热量处于至少两个热交换器所形成的第一阈值范围时，由至少两个热交换器来负载需求换热量和需求流量，并确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使每个热交换器所负载的目标换热量之和等于需求换热量，每个热交换器所负载的目标流经流量之和等于需求流量，且每个热交换器的目标换热量处于在每个热交换器的目标流经流量对应的换热量范围之内。
本实施例中，电子设备可根据燃料电池系统中的各个热交换器的换热能力信息确定一个或多个阈值范围。其中，阈值范围用于确定采用何种模式来进行热交换器的换热量和流经流量的分配。
具体地，设置第一阈值范围，当处于第一阈值范围时，可以采用多个热交换器来承担换热量和流经流量；还可以设置第二阈值范围，当处于第二阈值范围时，则采用单个热交换器来承担该需求换热量和需求流量。
第一阈值范围的最小值为根据由至少两个热交换器共同承担该需求流量时，可以实现的最小换热量；第一阈值范围的最大值为根据由至少两个热交换器共同承担该需求流量时，可以实现的最大换热量。其中，每个热交换器所承担的流量处于该热交换器可以分担的第一流经流量范围之内。
第二阈值范围为由一个热交换器来承担该需求流量时，该热交换器可以承担的散热范围。该需求流量处于该热交换器可以分担的第一流经流量范围之内。可以理解地，当处于第二阈值范围时，即可以判定该需求换热量和需求流量与该热交换器的换热能力信息匹配。
可以理解的，第二阈值范围和第一阈值范围之间也可能存在交集，当实际的需求换热量处于该交集之内时，采用该两种模式中的任意一种均可以。
电子设备可以根据实际情况来选取其中一种模式，比如优选第一阈值范围，或优选第二阈值范围。当优选第一阈值范围对应的模式时，则可以由多个热交换器来共同分担换热量，降低了每个热交换器的换热压力，当选择第二阈值范围对应的模式时，可以降低系统的计算量。
在获取了该需求流量以及各个热交换器的换热能力信息后，可以计算出在各种分配方式下，可以达到的最大换热量和最小换热量。并从各种分配方式下的最大换热量中确定出最大值，作为该第一阈值范围的最大值，从各种分配方式下的最小换热量中确定出最小值，作为该第一阈值范围的最小值。
以燃料电池系统中的热交换器具有两个为例进行说明，当采用来两个热交换器来共同承担该需求流量时，发现采用每个热交换器各承担需求流量的一半时，得到的最小换热量是各种分配方式中最小值，而采用每个热交换器各承担需求流量的一半时，得到的最大换热量是各种分配方式中的最大值，则以该最小换热量作为第一阈值范围的最小值，最大换热量作为第一阈值范围的最大值。
在一个实施例中，当需求换热量和需求流量与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，则由该其中一个热交换器独立承担该需求换热量和需求流量；当需求换热量和需求流量不与任何一个热交换器的换热能力信息相匹配，且需求换热量处于由至少两个热交换器所形成的第一阈值范围时，由至少两个热交换器来负载需求换热量和需求流量。
在一个实施例中，如图4所示，提供了另一种燃料电池系统散热调节方法，该方法包括：
步骤402，获取燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息。
其中，换热能力信息用于体现每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围。
换热能力信息与热交换器一侧流经的冷却液流量和风扇提供的散热空气流量相关，风扇提供的空气流量能力也是一个空气流量范围。记某个流经流量Li下的换热量范围Qi的最大换热量为Qi_max，最小换热量为Qi_min，即Qi为一个处于Qi_min~Qi_max之内的换热量范围。
在一个实施例中，根据环境温度信息确定各个热交换器的空气流阻与空气流量的第三对应关系，获取风扇在不同转速下的空气流量与空气流阻的第四对应关系，根据该第三对应关系和第四对应关系确定风扇在环境温度信息下的空气流量能力；根据流经流量Li和空气流量能力确定热交换器的散热能力Q0。
记空气流量能力Lfan的最大空气流量为Lfan_max，最小空气流量为Lfan_min，该空气流量为热交换器的进风量。系统预先根据所采用的风扇、热交换器等部件的结构材料等信息，构建相关的仿真模型，或者进行测试，得到风扇的空气流量能力地图，该空气流量能力地图反映了风扇在不同转速下，空气流量与热交换器的空气流阻之间的关系。
系统可预先构建不同环境（包括环境温度）下，热交换器中流通的空气流量和空气流阻之间的第三对应关系，形成相应的热交换器空气流阻与空气流量的对应关系表。通过所确定的环境信息可以查询得到当前环境温度下的第三对应关系。
通过上述的第三对应关系和第四对应关系可以得到当前风扇的最大空气流量Lfan_max和最小空气流量Lfan_min，并进一步确定热交换器在不同的流经流量下的换热量范围。比如处于流经流量Li下，根据最大空气流量Lfan_max确定出对应的Qi_max，根据最小空气流量Lfan_min确定出对应的Qi_min。
比如建立一个相应的坐标系，该坐标系中的横坐标为空气流量，纵坐标为空气流阻。某个热交换器的第三对应关系表示为在当前环境下的空气流阻与空气流量的曲线，第四对应关系表示为对应风扇在不同的转速下的空气流阻与空气流量的曲线。两种对应关系下的曲线的交叉点的横坐标即为风扇的空气流量能力，其横坐标下的最小值为最小进空气流量Lfan_min，最大值为最大进空气流量Lfan_max。而热交换器的需求进空气流量（或目标进空气流量）Lfan_req通常处于该散热能力区间内。
再以水作为冷却液为例进行说明，坐标系下的横坐标为某个热交换器风侧的空气流量，纵坐标为水侧流量，则可以在该坐标系下形成热交换器换热量与空气流量和水侧流量的关系地图。不同的空气流量和水侧流量可以形成相同的换热量。
当确定出了某个热交换器的可以实现的流量范围、风扇的空气流量能力时，可以基于上述的对应关系或关系地图等确定该热交换器的换热能力信息。
步骤404，获取燃料电池所处的内部参数信息和外部参数信息。
内部参数信息包括燃料电池自身的固有参数、工作时所处的燃料电池的工作状态参数以及装载有该燃料电池的设备的相关内部参数信息。电池自身的固有参数包括电池的重量、电堆数量、合适工作温度等信息，电池的工作状态参数可包括电池的电压、电流等信息。其中，该设备可为重型卡车或私家车或自动驾驶车辆等任意合适的车辆。设备的相关内部参数信息同样的可以包括车辆固有参数以及车辆工作状态参数等。车辆固有参数包括车辆重量等信息，车辆工作状态参数包括车辆当前车速等信息。外部参数信息即为电池所处的外部环境的信息，比如包括当前环境温度、湿度、压强等环境参数，以及燃料电池系统的运行模式、负载要求等外部条件。
可选地，内部参数信息和外部参数信息中，有些是预先设置的固定的信息，有些是根据相关传感器按照一定的频率定期地或实时地直接或间接测量或计算而得到的信息。比如燃料电池的重量、电堆数量和车辆的重量等均可为预先设置的信息，而燃料电池的工作状态参数、车辆的工作状态参数和外部参数信息等可为根据相关传感器直接或间接测量或计算得到的信息。
步骤406，根据内部参数信息和外部参数信息计算出燃料电池系统的需求换热量和需求流量。
其中，燃料电池系统的需求换热量可为由包括系统中的燃料电池的需求换热量和中冷器的需求换热量所构成，或者除了该两者之外，还包括其他散热部件所需的换热量。可选地，可直接将燃料电池的需求换热量和中冷器的需求换热量之和作为燃料电池系统的需求换热量。
类似地，燃料电池系统的需求流量可为由包括系统中的燃料电池的需求流量和中冷器的需求流量所构成，或者除了该两者之外，还包括其他相关部件所需的附加流量。可选地，可直接将燃料电池的需求流量和中冷器的需求流量以及系统中的附加流量之和作为燃料电池系统的需求流量。附加流量包括系统中的电解质循环冷却液、燃料供应系统中的冷却液等额外的流量。
可预先设置相应的需求换热量物理计算模型，该物理计算模型的输入包括上述的内部参数和外部参数中的一种或多种，基于该计算模型，可以计算出燃料电池的需求换热量和中冷器需求换热量，进而计算出该系统的需求换热量和需求流量。
在一个实施例中，步骤406包括：根据电池基本参数信息和电池工作参数信息计算出燃料电池的产热量和燃料电池的温升吸热量；根据产热量和温升吸热量计算出燃料电池的需求换热量；根据空气压缩机参数信息、增湿器参数信息和环境温度信息进行查表，确定出中冷器需求换热量；根据燃料电池的需求换热量和中冷器需求换热量计算出燃料电池系统的需求换热量。
电池基本参数信息可包括电堆片数N、液态水比例Pct、冷却液热容Cp1和燃料电池热容Cp2、燃料电池期望工作温度T0，电堆质量M0等，电池工作参数信息包括电池的当前电流I、单片电堆的电压U、燃料电池当前工作温度T1等。
其中，可预先设置了相关燃料电池的产热量H1计算函数H1=F(I,U,N,Pct)和燃料电池的温升吸热量H2计算函数H2=F(M0,Cp2,T0,T1)。燃料电池的需求换热量Q0_1可为其产热量H1与吸热量H2之间的差值。即Q0_1=H1-H2。根据该函数H1和H2计算出燃料电池的需求换热量Q0_1。
具体地，H1=F(I,U,N,Pct)=I×N×(a×Pct+b×(1-Pct)-U)。其中，a和b为系统预设的相关参数，比如a可为1.48，b可为1.25，液态水比例Pct的范围处于0~1之间，其根据燃料电池系统的实际情况而定。基于此可以直接计算出来燃料电池当前时刻下的产热量H1。其中，液态水比例Pct是指燃料电池系统中液态水的占比，通常也称为液态水质量分数或液态水含量。H2=F(M0,Cp2,T0,T1)=M0×Cp2×(T1-T0)。T1-T0表示燃料电池当前工作温度T1和燃料电池期望工作温度T0之间的差值dT2。其中，燃料电池期望工作温度T0可为预先设置的用于使得燃料电池工作在良好的状态下的温度。
电子设备预先测试出了不同的环境温度下，空气压缩机流量/压比、增湿器干入温度限制与中冷器的需求换热量Q0_2之间的关系地图。在获取到了空气压缩机流量/压比、增湿器干入温度限制参数之后，根据环境温度在该关系地图中进行查表，可以确定出中冷器需求换热量Q0_2。
电子设备还可以预先设置需求流量计算函数L0_1=F(Q0_1,Cp1,dT1)，L0_2=F(Q0_2,Cp1,dT3)。其中，L0_1=Q0_1/(Cp1×dT1)，L0_2=Q0_2/(Cp1×dT3)。在确定了燃料电池需求换热量Q0_1和中冷器需求换热量Q0_1之后，可根据该函数计算出对应的燃料电池需求流量L0_1和中冷器需求流量L0_2。其中，dT1为燃料电池温差需求；dT3为中冷器温差需求。附加流量同样可通过类似的方式计算出来，或者为一个预先设置的数值，基于此可以计算出系统的需求流量。
在一个实施例中，在计算出了L0_1之后，可根据冷却液流经燃料电池的流量与在燃料电池处的流阻的关系，确定出该L0_1对应的燃料电池流阻Dp1，再根据冷却液在中冷器处的流阻与流经中冷器的流量之间的关系，查找出该流阻Dp1对应的中冷器流量，将查找出来的中冷器流量作为中冷器的散热需求流量L0_2。
具体地，可预先建立冷却液在燃料电池处的流阻与流量的第一对应关系表，并建立冷却液在中冷器处的流阻与流量的第二对应关系表。同样以横坐标为流量，纵坐标为流阻形成的坐标系进行说明，在某个外部环境（比如当前环境温度）下，中冷器处的冷却液的流阻与流量形成的第二对应关系为该坐标系下的某个特性曲线；燃料电池处的冷却液的流阻与流量形成的第一对应关系同样可以表示为该坐标系下的某个特性曲线，基于该两种曲线，可以确定在不同的流量下，冷却液在对应部件处的流阻Dp。
在一个实施例中，通过并联中冷器和燃料电池，使得燃料电池冷却液回路和中冷器冷却液回路中，冷却液在燃料电池处的流阻和在中冷器处的流阻相同。系统优先满足燃料电池的散热需求，在第一对应关系表中查找出L0_1对应的Dp1之后，可在第二对应关系表中查找该Dp1所对应的中冷器的流量L0_2’，进而将其作为L0_2。
在一个实施例中，步骤406包括：根据公式Q0_1= I×N×(a×Pct+b×(1-Pct)-U)-M0×Cp2×(T1-T0)计算出燃料电池的需求换热量Q0_1；根据Q0_1和燃料电池系统中的中冷器的需求换热量Q0_2确定燃料电池系统的需求换热量Q0；根据公式L0_1=Q0_1/(Cp1×dT1) 计算出燃料电池的需求流量L0_1；根据需求流量L0_1查找出对应的燃料电池流阻Dp1；查询与燃料电池流阻Dp1对应的中冷器的需求流量L0_2；根据燃料电池的需求流量L0_1和中冷器的需求流量L0_2确定燃料电池系统的需求流量L0。
步骤408，基于换热能力信息、需求换热量和需求流量确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量。
本实施例中，通过分配由一个或多个热交换器来承担需求流量和需求换热量，使各个热交换器所负载的目标换热量优先处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内。
具体地，检测需求换热量和需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，若是，则确定其中一个热交换器的所负载的目标换热量为需求换热量，确定其中一个热交换器的目标流经流量为需求流量。
当需求换热量和需求流量不与其中任何一个热交换器的换热能力信息相匹配时，获取其中一个热交换器在承担换热量为需求换热量时对应的第二流经流量范围；
当第二流经流量范围与第一流经流量范围存在交集时，若需求流量大于交集中的最大值，则从交集中选取一个数值作为其中一个热交换器的目标流经流量，并将需求换热量作为其中一个热交换器的目标换热量。
当需求换热量和需求流量不与其中任何一个热交换器的换热能力信息相匹配，且第二流经流量范围与任何一个热交换器的第一流经流量范围均不存在交集时，检测需求换热量是否处于由至少两个热交换器所形成的第一阈值范围之内。
若需求换热量处于至少两个热交换器所形成的第一阈值范围，则由至少两个热交换器来负载需求换热量和需求流量，并确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使每个热交换器所负载的目标换热量之和等于需求换热量，每个热交换器所负载的目标流经流量之和等于需求流量，且每个热交换器的目标换热量处于在每个热交换器的目标流经流量对应的换热量范围之内。
以热交换器的数量为2个为例进行说明，该其中一个热交换器可为上述的第一热交换器或者第二热交换器。
以两个热交换器的热交换能力相同为例进行说明，电子设备可以预先测量只有第一热交换器工作时，使系统运行时流经第一热交换器的最小流量和最大流量，从而得到第一热交换器的第一流经流量范围。
如果该需求流量处于第一热交换器的第一流经流量范围之内，则针对第一热交换器，获取其在该需求流量下的第一换热量范围，如果该需求换热量也处于该第一换热量范围内，则可以直接将该需求流量作为第一热交换器的目标流经流量，将该需求换热量作为其目标换热量。此时，第二热交换器的目标流经流量和目标换热量均为0，第二调节阀的第二值和第二风扇的第三值均为0。
如果该需求流量处于第一热交换器的第一流量范围之外，当需求流量小于其最小流经流量，则说明系统当前所需的流量极小，按照第一热交换器的最小流量来工作也会超过所需流量，此种情况出现概率较小。当需求流量大于其最大流经流量，则说明仅采用第一热交换器也无法满足系统的流量需求，此时需要采用两个热交换器来共同承担流量需求。
在需求流量大于上述最大流经流量时，可以继续获取处于该需求换热量下，第一热交换器可以选择的流经流量，该流经流量为一个流量范围，即上述的第二流经流量范围。当第一流经流量范围与第二流经流量范围存在交集，则说明第一热交换器可以满足系统散热需求，但不能满足流量需求。电子设备可以结合两个热交换器的第一流经流量范围，从该交集中选取合适的值作为第一热交换器的目标流经流量，将该需求换热量作为第一热交换器的目标换热量；将余下所需流经流量作为第二热交换器的目标流经流量，而第二热交换器的换热量为0，即第二风扇的第三值为0。
进一步地，第一热交换器的目标流经流量可以从满足该条件的交集中选择一个最大值，以使得第一风扇的开度尽量最小，从而降低系统的资源消耗。
当第一流经流量范围与第二流经流量范围不存在交集，通常而言是第二流经流量范围中的最小值大于第一流经流量范围的最大值，则需要由两个热交换器一同来承担换热量。此时可以获取由两个热交换器所形成的第一阈值范围。
其中，该第一阈值范围的最小值为由该两个热交换器同时工作时，两个流经流量之和可以达到的最小值，第一阈值范围的最大值两个流经流量之和可以达到的最大值。
通常而言，需求流量一般处于该第一阈值范围之内。此时，系统可从两个热交换器的换热能力信息中确定各自合适的目标流经流量和目标换热量。
举例来说，当该需求流量处于该第一阈值范围之内，且大于或等于第三阈值时，此时可以选择第一热交换器的目标流量为其第一流经流量范围的最大值，第一热交换器的目标换热量为其第一换热量范围的最大值。第二热交换器则承担剩余需求的换热量和流经流量。其中，第三阈值可为第一热交换器的第一流经流量范围的最大值与第二热交换器的第一流经流量范围的最小值之和，且在需求流量超过第三阈值时，对应的需求换热量也超过第一热交换器可以达到的最大换热量和第二热交换器可以达到的最小换热量之和。此时，该第一调节阀的第二值为最大值，第一风扇的第三值也为最大值。
当该需求流量处于该第一阈值范围之内，且小于第三阈值时，或者只要处于第一阈值范围内，则均设置该两个热交换器承担的换热量和流经流量均相同，此时两者对应的第一值、第二值、第三值也均相同。
步骤410，根据与每个热交换器对应预设的液体流阻特性关系和目标流经流量计算出燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个热交换器连接的调节阀的第二值。
冷却液在水泵处的流阻为燃料电池系统中冷却液流经调节阀、热交换器、燃料电池、中冷器等处的流阻之和。基于此可以将调节阀的需求流量和冷却液流阻的第五对应关系、水泵的需求流量和水泵处的冷却液流阻的第六对应关系也映射到同一个坐标系中，该坐标系下的横坐标为冷却液流量，纵坐标为冷却液流阻，则水泵的每个转速可以对应一条曲线，调节阀的每个开度也对应一条曲线，基于两者的流阻关系，在确定了相应的目标流经流量L3后，可以计算或查找出水泵可以处于的转速范围。进而从可选择的范围中确定出水泵的第一值、各个调节阀的第二值。
步骤412，根据目标换热量、目标流经流量以及与每个热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个热交换器对应的风扇的第三值。
在确定了各个热交换器的目标流经流量和目标换热量之后，可以结合上述的热交换器换热量与空气流量和水侧流量的关系地图、第三对应关系、第四对应关系等计算或查找到其对应的目标空气流量，进而可以确定对应风扇的目标转速所对应的值。
步骤414，将所述水泵的转速调整至所述第一值，将所述调节阀的开度调整至所述第二值，将所述风扇的转速调整至所述第三值。
通过调整水泵、调节阀和风扇相应的参数至对应的第一值、第二值和第三值，从而可以实现将所述水泵的转速调整至其目标转速，将所述风扇的转速调整至其目标转速，将所述开关阀的开度调整至其目标开度，进而可以使得各个热交换器所负载的换热量为相应的目标换热量，负载的流经流量为相应的目标流经流量，并满足系统的需求换热量和需求流量。
本申请中的燃料电池系统散热调节方法，可以根据相关的物理计算模型，根据外部参数和内部参数直接确定了燃料电池系统所需的换热量和流量，进而结合该换热量、流量和相关物理计算模型直接控制水泵的转速、调节阀的开度和风扇的转速，使得其能够满足燃料电池系统工作所需的换热量和流量，可以快速直接地使燃料电池系统维持在良好的工作状态。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种燃料电池系统散热调节装置，该装置包括：
换热能力确认模块502，用于获取燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息，换热能力信息用于体现每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围；
需求确认模块504，用于获取燃料电池系统的需求换热量和需求流量；
负载确认模块506，用于基于换热能力信息、需求换热量和需求流量确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使目标换热量优先处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；
数值计算模块508，用于根据与每个热交换器对应预设的液体流阻特性关系和目标流经流量计算出燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个热交换器连接的调节阀的第二值；根据目标换热量、目标流经流量以及与每个热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个热交换器对应的风扇的第三值；
调整模块510，用于将水泵的转速调整至第一值，将调节阀的开度调整至第二值，将风扇的转速调整至第三值。
在一个实施例中，负载确认模块506还用于检测需求换热量和需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，若是，则确定其中一个热交换器的目标换热量为需求换热量，确定其中一个热交换器的目标流经流量为需求流量。
在一个实施例中，负载确认模块506还用于获取其中一个热交换器的第一流经流量范围；获取其中一个热交换器在流经流量为需求流量下的第一换热量范围；当需求流量处于第一流经流量范围，需求换热量处于第一换热量范围时，判定需求换热量和需求流量与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配；当需求流量不处于第一流经流量范围，或需求换热量不处于第一换热量范围时，判定需求换热量和需求流量不与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配。
在一个实施例中，负载确认模块506还用于当需求换热量和需求流量不与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配时，获取其中一个热交换器在承担换热量为需求换热量时对应的第二流经流量范围；当第二流经流量范围与第一流经流量范围存在交集时，若需求流量大于交集中的最大值，则从交集中选取一个数值作为其中一个热交换器的目标流经流量，并将需求换热量作为其中一个热交换器的目标换热量。
在一个实施例中，负载确认模块506还用于当需求换热量处于至少两个热交换器所形成的第一阈值范围时，由至少两个热交换器来负载需求换热量和需求流量，并确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使每个热交换器所负载的目标换热量之和等于需求换热量，每个热交换器所负载的目标流经流量之和等于需求流量，且每个热交换器的目标换热量处于在每个热交换器的目标流经流量对应的换热量范围之内。
在一个实施例中，需求确认模块504还用于获取燃料电池所处的内部参数信息和外部参数信息；根据内部参数信息和外部参数信息计算出燃料电池系统的需求换热量和需求流量。
在一个实施例中，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有可执行指令，指令被处理器执行时使处理器执行如本申请任一实施例的燃料电池系统散热调节方法。
在一个实施例中，还提供了一种车辆，该车辆包括上述的燃料电池、热交换器、中冷器和风扇，以及上述的燃料电池系统散热调节装置。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统散热调节方法，所述燃料电池系统包括多个热交换器，其特征在于，所述方法包括：
获取所述燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息，所述换热能力信息用于体现所述每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围；
获取所述燃料电池系统的需求换热量和需求流量；
基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；
根据与每个所述热交换器对应预设的液体流阻特性关系和所述目标流经流量计算出所述燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个所述热交换器连接的调节阀的第二值，所述第一值为使每个所述热交换器的流经流量达到所述目标流经流量所对应的水泵的转速值，所述第二值为使所述每个热交换器的流经流量达到所述目标流经流量所对应的调节阀的开度值；
根据所述目标换热量、所述目标流经流量以及与每个所述热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个所述热交换器对应的风扇的第三值，所述第三值为使所述每个热交换器所负载的换热量达到所述目标换热量所对应的风扇的转速值；
将所述水泵的转速调整至所述第一值，将所述调节阀的开度调整至所述第二值，将所述风扇的转速调整至所述第三值；
所述基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，包括：当所述需求换热量处于至少两个热交换器所形成的第一阈值范围时，由所述至少两个热交换器来负载所述需求换热量和所述需求流量，并确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述每个热交换器所负载的目标换热量之和等于所述需求换热量，所述每个热交换器所负载的目标流经流量之和等于所述需求流量，且所述每个热交换器的目标换热量处于在所述每个热交换器的目标流经流量对应的换热量范围之内。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统散热调节方法，其特征在于，所述基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，包括：
检测所述需求换热量和所述需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，若是，则确定所述其中一个热交换器的目标换热量为所述需求换热量，确定所述其中一个热交换器的目标流经流量为所述需求流量。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统散热调节方法，其特征在于，所述检测所述需求换热量和所述需求流量是否与其中一个热交换器的换热能力信息相匹配，包括：
获取所述其中一个热交换器的第一流经流量范围，所述第一流经流量范围表示所述其中一个热交换器对应的调节阀的开度、水泵的转速分别处于最大值和最小值的范围内，冷却液流经至所述其中一个热交换器的流量构成的范围；
获取所述其中一个热交换器在流经流量为所述需求流量下的第一换热量范围；
当所述需求流量处于所述第一流经流量范围，所述需求换热量处于所述第一换热量范围时，判定所述需求换热量和所述需求流量与所述其中一个热交换器的换热能力信息相匹配；
当所述需求流量不处于所述第一流经流量范围，或所述需求换热量不处于所述第一换热量范围时，判定所述需求换热量和所述需求流量不与所述其中一个热交换器的换热能力信息相匹配。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统散热调节方法，其特征在于，当所述需求换热量和所述需求流量不与所述其中一个热交换器的换热能力信息相匹配时，获取所述其中一个热交换器在承担换热量为所述需求换热量时对应的第二流经流量范围，所述第二流经流量范围为所述其中一个热交换器在实现的换热量为所述需求换热量时，冷却液流经所述其中一个热交换器的流量构成的范围；
当所述第二流经流量范围与所述第一流经流量范围存在交集时，若所述需求流量大于所述交集中的最大值，则从所述交集中选取一个数值作为所述其中一个热交换器的目标流经流量，并将所述需求换热量作为所述其中一个热交换器的目标换热量。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统散热调节方法，其特征在于，所述第一阈值范围的最小值为根据由所述至少两个热交换器共同承担该需求流量时，可以实现的最小换热量；所述第一阈值范围的最大值为根据由所述至少两个热交换器共同承担该需求流量时，可以实现的最大换热量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池系统散热调节方法，其特征在于，所述热交换器包括并联连接的第一热交换器和第二热交换器，所述风扇包括为所述第一热交换器提供散热的第一风扇和为所述第二热交换器提供散热的第二风扇，所述调节阀包括接所述第一热交换器的第一调节阀和连接所述第二热交换器的第二调节阀。
7.一种燃料电池系统散热调节装置，所述燃料电池系统包括多个热交换器，其特征在于，所述装置包括：
换热能力确认模块，用于获取所述燃料电池系统中的每个热交换器的换热能力信息，所述换热能力信息用于体现所述每个热交换器在不同的流经流量下的换热量范围；
需求确认模块，用于获取所述燃料电池系统的需求换热量和需求流量；
负载确认模块，用于基于所述换热能力信息、所述需求换热量和所述需求流量确定所述每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述目标换热量处于对应的热交换器在对应的目标流经流量下的换热量范围之内；
数值计算模块，用于根据与每个所述热交换器对应预设的液体流阻特性关系和所述目标流经流量计算出所述燃料电池系统中的水泵的第一值和与每个所述热交换器连接的调节阀的第二值；根据所述目标换热量、所述目标流经流量以及与每个所述热交换器对应的预设空气流阻特性关系计算出与每个所述热交换器对应的风扇的第三值，当所述水泵的转速处于所述第一值，所述每个热交换器连接的调节阀的开度处于所述第二值时，所述每个热交换器所负载的流经流量为对应的所述目标流经流量，当所述每个所述热交换器对应的风扇的转速处于所述第三值时，所述每个热交换器所负载的换热量为对应的所述目标换热量；
调整模块，用于将所述水泵的转速调整至所述第一值，将所述调节阀的开度调整至所述第二值，将所述风扇的转速调整至所述第三值；
所述负载确认模块还用于当所述需求换热量处于至少两个热交换器所形成的第一阈值范围时，由所述至少两个热交换器来负载所述需求换热量和所述需求流量，并确定每个热交换器所负载的目标换热量和目标流经流量，使所述每个热交换器所负载的目标换热量之和等于所述需求换热量，所述每个热交换器所负载的目标流经流量之和等于所述需求流量，且所述每个热交换器的目标换热量处于在所述每个热交换器的目标流经流量对应的换热量范围之内。
8.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有可执行指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的燃料电池系统散热调节方法。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括燃料电池、热交换器、中冷器和风扇，以及权利要求7所述的装置。
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CN115117391A (zh) * 2022-07-08 2022-09-27 新源动力股份有限公司 一种基于模糊逻辑与模型相结合的燃料电池热管理控制方法

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