CN116936859A - 一种燃料电池热管理系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池热管理系统及控制方法，系统包括：燃料电池电堆、电堆出口水压传感器、电堆出口水温传感器、电堆入口水温传感器、膨胀水箱、散热器、电控三通阀、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、补水管路、冷却液循环管路；通过本系统分别实时获取燃料电池电堆出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值、水泵工作工作功率数值；实时判断入水口温度数值、水泵工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式；本发明在常温下能够根据冷却液排气所需量，灵活地调控冷却液排气管路的排气流量，以及在低温下对燃料电池电堆加热和施加脉冲压力，促进冷却液流动，避免燃料电池电堆温度过低。

Description

一种燃料电池热管理系统及控制方法
技术领域
本发明属于氢能汽车技术领域，具体涉及一种燃料电池热管理系统及控制方法。
背景技术
燃料电池电堆及整个系统在低温环境下启动，燃料电池的工作原理是氢气和空气中的氧气发生电化学反应，产生电和纯净的水，此外还会伴随产生大量的废热；在此反应下产生的电用于电机驱动车辆行驶及车辆其他耗电部件，产生的热则需要通过水冷的方式散到环境中；现有技术中的燃料电池冷却液是采用乙二醇和水的混合溶液，基于其自身物理特性，在低于-10℃时冷却液粘度较大；由于燃料电池电堆内部冷却液是在双极板流道中流动，流通界面狭窄，因此当冷却液粘度大时，冷却液流通困难，由此引起的燃料电池问题有：1、燃料电池电堆升温慢，低温启动时间过长，限制车辆在低温情况下使用和快速起动，车辆低温适应性性能差；2、燃料电池电堆内部温度不均匀，在100-300s的时间内，电堆进口和出口处温度差最高可达20℃以上，由此可能引起电堆密封失效等问题；其次膜电极在工作过程中，温度不均匀会导致单片膜电极及整个电堆发电性能不均匀，长期累积后会影响电堆寿命；3、冷却液流通困难，冷却液循环管路上的水泵转动阻力大，导致功耗大(因此相同转速下，水泵功耗增大可以作为判断冷却液因低温粘大而流通困难的判断条件)，长期积累对水泵本身可靠性和寿命有影响。
在加注冷却液后的一段时间内，热管理系统中存在较多气体，电堆排气和散热器排气管路需要持续打开，便于持续排出气泡；但是在排气一定时间后，大量气体已排出，所需排气流量逐渐变小电堆排气和散热器排气管路流量则不需要那么大，排气流量设计大则占用冷却液循环面积，造成冷却液循环流量小，现有技术的排气管路未能根据电堆排气流量进行实时调控，造成冷却液循环管路上的水泵功耗过高。
此外，在低温环境下启动燃料电池电堆及整个系统，燃料电池电堆内部氢气和氧气反应生成的是水，在低温启动过程中容易发生反应生成的水结冰，一旦结冰燃料电池电堆会有诸多种不良后果，包括：1、堵塞双极板中气体传输通道，氢气和氧气无法供给至催化剂表面，导致反应无法进行，从而启动失败；2、结冰形成的冰晶有一定几率刺穿隔离阴极和阳极的质子交换膜，膜穿孔后会极大降低膜电极的性能和寿命；3、多次结冰-融化循环后的空间膨胀会破坏膜电极内部结构，降低膜电极性能和寿命；因此现有的燃料电池电堆系统在低温启动下电堆性能差存在问题多，使得氢能汽车无法满足低温下正常使用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种燃料电池热管理系统及控制方法，在常温下能够根据冷却液排气所需量，灵活地调控冷却液排气管路的排气流量，以及在低温下对燃料电池电堆加热和施加脉冲压力，促进冷却液流动，避免燃料电池电堆温度过低。
技术方案：第一方面本发明提供一种燃料电池热管理系统，包括：燃料电池电堆、电堆出口水压传感器、电堆出口水温传感器、电堆入口水温传感器、膨胀水箱、散热器、电控三通阀、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、补水管路、冷却液循环管路；
其中，所述燃料电池电堆用于对外发电，所述燃料电池电堆开设有出水口和入水口；所述燃料电池电堆的出水口分别连接有电堆出口水压传感器、电堆出口水温传感器；所述燃料电池电堆的入水口连接有电堆入口水温传感器；
所述燃料电池电堆的出水口和入水口均与冷却液循环管路相连，用于冷却液外循环；
所述燃料电池电堆出水口通过冷却液排气管路、第一电控阀与冷却液循环管路相连；所述燃料电池电堆出水口还通过冷却液排气管路、第二电控阀与膨胀水箱相连；
所述冷却液循环管路的一端连接在燃料电池电堆的出水口，另一端通过水泵、电控三通阀与燃料电池电堆的入水口相连；
所述膨胀水箱的出水口通过补水管路、冷却液循环管路与水泵入口相连，所述膨胀水箱的第一入水口通过冷却液排气管路、第二电控阀与燃料电池电堆出水口相连，所述膨胀水箱的第二入水口通过管路与散热器相连；
所述冷却液循环管路还包括循环支路组，所述循环支路组上分别设有散热器、液体加热器，用于对循环的冷却液进行散热和加热。
在进一步的实施例中，所述循环支路组包括：并联在水泵和电控三通阀之间的散热循序支路和加热循序支路；所述散热循序支路的一端与水泵出口相连，另一端经流过散热器后与电控三通阀入口相连；
所述加热循序支路的一端与水泵出口相连，另一端经流过液体加热器后与电控三通阀入口相连；
所述电控三通阀的出口与燃料电池电堆的入水口相连。
在进一步的实施例中，所述散热器的排水口通过去离子装置与膨胀水箱的第二入水口相连。
第二方面本发明提供一种燃料电池热管理系统控制方法，基于上述系统，包括：
分别实时获取燃料电池电堆出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值、水泵工作工作功率数值；
实时判断入水口温度数值、水泵工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式；
其中，在常规开机下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆冷却液排气流量的自适应控制；
在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、电控三通阀进行控制，用于加快燃料电池电堆的冷却液循环速度。
在进一步的实施例中，实时判断入水口温度数值、水泵工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式的方法包括：
将实时获取的对入水口温度数值与预设的入水口温度阈值进行对比；
当水口温度数值大于预设的入水口温度阈值时，进入常规开机程序；
当水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值时，将水泵工作工作功率数值与水泵工作功率上升阈值相对比；
若水泵工作工作功率低于水泵常温工作功率的上升阈值时，进入低温启动程序；
若水泵工作工作功率高于或等于水泵常温工作功率的上升阈值时，进入低温脉冲模式；
其中，水泵工作功率上升阈值为当前与常温下相比，水泵相同转速下其工作功率的增值百分比。
在进一步的实施例中，在常规开机下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆冷却液排气流量的自适应控制的方法包括：
控制第一电控阀关闭，第二电控阀全开，并且对燃料电池电堆运行数值进行实时监测，确定燃料电池电堆在预定单位时间段内平稳运行；其中，平稳运行表示燃料电池电堆的功率或电流在预设单位时间段内持续不变；若无法确定平稳运行则保持第一电控阀关闭，第二电控阀全开；
确定燃料电池电堆平稳运行后，分别获得出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动；
实时判断出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀的开启角度或关闭。
在进一步的实施例中，实时判断出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀的开启角度或关闭的方法包括：
分别对出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动预设三档波动阈值；
分别实时监控出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并将出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动分别与预设的三级波动阈值对比，选择控制第二电控阀的开启角度或关闭；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第一档阈值时，控制第二第一电控阀100％全开；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第二档阈值时，控制第二电控阀保持B％开启度；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第三档阈值时，控制第二电控阀保持C％开启度；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动小于第三档阈值时，控制第二电控阀脉冲式关闭。
在进一步的实施例中，在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、电控三通阀进行控制，用于加快燃料电池电堆的冷却液循环速度的方法包括：
控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆进入快速升温状态；其中，低温脉冲模式设定水泵的转速为三档，且在水泵运行过程中三档转速以波动式切换，并将燃料电池电堆升温状态中的出口压力值记录为初始压力值；
在升温状态后，控制第一电控阀开启、第二电控阀关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度；
在第一电控阀脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式。
在进一步的实施例中，控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆进入快速升温状态的方法包括：
控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启后，从燃料电池电堆流出的冷却液经水泵后，进入加热循序支路、电控三通阀后返回燃料电池电堆入口，液体加热器对加热循序支路的冷却液进行加热，实现燃料电池电堆的快速升温。
在进一步的实施例中，控制第一电控阀开启、第二电控阀关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度的方法包括：
第一电控阀开启、第二电控阀关闭后，燃料电池电堆出口通过冷却液排气管路、第一电控阀与水泵入口连通，用于向向燃料电池电堆出口传递负压，从而出水口压力数值随水泵入口压力变化而变化，并实时获取出水口压力变化数值和出水口压力变化数值的保持时间；
分别判断初始压力值和出水口压力变化数值的比值、出水口压力变化数值的保持时间；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值大于预设的增幅阈值，或保持时间小于预设的时间阈值则保持第一电控阀在第一预设时间段内脉冲式开启、第二电控阀关闭；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值小于或等于预设的增幅阈值，且保持时间大于预设的时间阈值则控制第一电控阀在第二预设时间段内脉冲式关闭；从而用于根据水口压力数值的变化实时控制第一电控阀脉冲式启闭，进而对燃料电池电堆出水口施加的脉冲式压力进行实时调控，加速冷却液循环速度；
其中，水泵在运行过程中水泵的转速进行三档波动式切换，从而使水泵入口的压力实现波动式变化，进而向燃料电池电堆出口传递持续性的脉冲式负压；
燃料电池电堆出水口接收到压力后从而在燃料电池电堆出口和燃料电池电堆入水口之间形成压力差，促进燃料电池电堆内部的冷却液流通。
在进一步的实施例中，在第一电控阀脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式的方法包括：
若出水口温度数值小于或等于预设的出水口温度阈值，则保持第一电控阀开启、第二电控阀关闭，从而循环保持低温脉冲模式；
若出水口温度数值大于预设的出水口温度阈值，则控制控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，燃料电池电堆出口通过冷却液排气管路、第二电控阀与膨胀水箱连通；燃料电池电堆出口的负压消失，继续执行低温启动。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)考虑燃料电池电堆的实际使用，针对燃料电池电堆分别常温和低温下所面临的问题，提出低温脉冲设计以应对低温启动和常温启动冷却液自适应排气，使得燃料电池电堆能够适用多种工况；
(2)本发明的低温脉冲模式设计当识别到冷却液温度极低且基于水泵自身工作功率判断到冷却液流通困难时，进入本专利所述低温脉冲模式，第一电控阀打开，第二电控阀关闭，水泵冲击式工作，不断对电堆出口持续施加脉冲负压，对电堆入口施加脉冲正压，电堆进出口在的脉冲压力差的冲击下，加快冷却液循环速度；
(3)在低温启动下，加快冷却液循环使电堆升温快，低温启动时间减小，加快车辆在低温情况下的使用和快速起动，车辆低温适应性性能得以提升；
(4)电堆内部冷却液循环速度加快，使电堆内部温度更加均匀，可以降低电堆密封失效风险；长期使用下电堆内部温度均匀效果好，从而提升电堆寿命；
(5)此外在冷却液流通顺畅的情况下，水泵转动阻力小，导致水泵功耗低，长期使用积累的效果是保证和提升水泵本身可靠性和水泵寿命；
(6)本发明的电热管理系统的所具有的排气功能设计，也可以对于冷却液流量进行调节，当识别到冷却液非低温或冷却液流通不困难时，第一电控阀关闭，第二电控阀开启，电堆正常排气，通过电堆出口压力波动、水泵转速波动和功率波动判断冷却液中气体含量，当气体含量多时，第二电控阀开启度大，加速排气；当气体含量减少时，第二电控阀开启度减小；当气体含量极少时，第二电控阀关闭，以此实现精准控制排气流量，这样可以让更多的冷却液流经水泵和电堆，降低对水泵功耗，且在前端设计时可以降低水泵性能余量，选择功率小、成本低的水泵。
附图说明
图1是本发明燃料电池热管理系统结构图；
图2是本发明基于入堆湿度的燃料电池低温停机吹扫控制逻辑图。
附图说明：1-燃料电池电堆；2-水泵；3-液体加热器；4-膨胀水箱；5-散热器；6-电控三通阀；7-第一电控阀；8-第二电控阀；9-去离子装置；10-电堆出口水压传感器；11-电堆入口水温传感器；12-电堆出口水温传感器；13-补水管路；14-冷却液排气管路。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
术语解释：
燃料电池系统：由燃料电池电堆1和燃料电池辅助系统组成的完整可稳定运行的发电系统，能够通过使用氢气和空气中氧气反应，将其中化学能直接转化为电能(直流电)及生成热和水的电化学反应装置。燃料电池辅助系统主要包含空气子系统、氢气气系统、热管理子系统以及相关控制系统。
燃料电池电堆1：由多个单电池和其他必要结构件组成，具有统一对外发电的组合体。其中单电池是燃料电池基本单元，由一组膜电极组件及相应的双极板组成。
膜电极：膜电极是燃料电池的最核心部件，是由质子交换膜、催化层、扩散层组成，催化层表面有很多催化剂，是电化学反应发生的场所，扩散层有支撑催化层结构和传递物质(氢气、空气、水)及电子的功能，质子交换膜是只能通过质子而不能通过电子，使电化学反应产生的电子走外循环，产生直流电，产生的质子走内循环，与外部电流构成完整电路闭环。
双极板：双极板主要有以下功能：支撑并将各个膜电极隔开，分割阴极(空气侧)和阳极(氢气侧)反应气体，防止其相互混合；将空气和氢气均匀的分散到膜电极表面各处，将热量传导给冷却液；传导电流。双极板依据其材质，可简单分为石墨双极板、金属双极板、复合双极板。
金属双极板由于金属材质强度高，冷却液通道耐高压和耐负压能力强于石墨双极板。
热管理子系统：在电堆层面，冷却液是在阴极双极板和阳极双极板之间流通，通过热传导的方式把两侧双极板传递过来的热量由流通的冷却液带出电堆，然后在散热器5中将热量交换到周围环境中。热管理系统有水泵2、电子三通阀、液体加热器3、散热器5(含风机)、膨胀水箱4等部件构成。
水泵2：冷却液流通水泵2后获得动能，为冷却液流通提供动力，水泵2入口压力低，为避免发生气蚀需要通过膨胀水箱4往水泵2入口补充冷却液。
电子三通阀：功能与内燃机车辆热管理系统中节温器相同，用于控制冷却液大、小循环。
散热器5：将冷却液中的热量交换到空气中，空气流通依靠车辆行走风或者依靠自身风机运转。
膨胀水箱4：为热管理系统热胀冷缩提供冷却液膨胀空间，此外底部有补水接口，为水泵2入口提供冷却液，避免负压引起的气蚀和管路吸瘪。
冷却液加热小循环：冷却液从电堆流出，经水泵2和电控三通阀6后直接返回电堆入口，不经过散热器5，小循环有助于燃料电池电堆1快速升温。
冷却液散热大循环：冷却液从电堆流出、经水泵2后前往散热器5散热，然后经过电控三通阀6返回电堆入口，大循环流经散热器5，由散热器5控制冷却液温度，避免电堆过热。
冷却液排气：热管理系统中由于零部件内冷却液通道复杂、冷却液管路有高度差等原因在较长时间内会有存在气泡，气泡流通水泵2时会对水泵2叶轮造成损伤，并会引起电堆内局部温度不均匀等，因此在散热器5顶部、电堆出口管路/歧管高点等位置会设置排气口，连接至膨胀水箱4，在水泵2压力下将可能含有气体的冷却液排入膨胀水箱4，气体和冷却液分离后再由补水管路13进水水泵2，以此达到冷却液排气目的。
低温启动：燃料电池电堆1及整个系统在低温环境下启动，一般判断电堆是否处于低温环境是通过其进堆和出堆冷却液温度传感器判断，因为环境温度低不代表电堆温度低，电堆进、出口的冷却液温度可代表电堆温度。因为低温下电堆内部反应生成的水会结冰，一方面会堵塞反应气体传递至催化剂表面，从而导致起动失败；另一方面膜电极内部结冰会有导致性能变差、反应困难和刺穿膜电极等问题。
低温启动，外加热/辅助加热启动：解决低温启动，必须要使电堆温度上升以避免结冰问题，依靠PTC液体加热器3加热冷却液，再通过热的冷却液加热电堆，直到电堆温度升至0～5℃以上时，再供氢、供氧开始启动，这种方法称之为外加热或辅助加热启动方法。
低温启动，自加热启动：电堆在低温下直接供氢、供氧开始反应，依靠电堆反应自身产生的废热让电堆逐步升温。但是该启动方法，基于当前国内电堆技术水平，适合在-15℃～0℃区间内使用，在-15℃及更低温度适应，对电堆寿命损伤大，另一方面对电堆和系统零部件的可靠性、控制策略先进性提出更高要求。
实施例结合图1进一步说明本发明的燃料电池热管理系统，该系统包括：燃料电池电堆1、水泵2、液体加热器3、膨胀水箱4、散热器5、电控三通阀6、第一电控阀7、第二电控阀8、去离子装置9、电堆出口水压传感器10、电堆入口水温传感器11、电堆出口水温传感器12、补水管路13、冷却液排气管路14、冷却液循环管路
其中，所述燃料电池电堆1用于对外发电，所述燃料电池电堆1开设有出水口和入水口；电堆出口水压传感器10、电堆出口水温传感器12分别安装在所述燃料电池电堆1的出水口，电堆入口水温传感器11安装在入水口，用于分别实时获取燃料电池电堆1出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值；
所述燃料电池电堆1的出水口和入水口均与冷却液循环管路相连，用于冷却液外循环；
所述燃料电池电堆1出水口通过冷却液排气管路14、第一电控阀7与冷却液循环管路相连，燃料电池电堆1出水口还通过冷却液排气管路14、第二电控阀8与膨胀水箱4相连；根据排气或冷却液循环的需求调整冷却液排气管路14的排气流量，实现排气流量大小的调节。
所述冷却液循环管路的一端连接在燃料电池电堆1的出水口，另一端通过水泵2、电控三通阀6与燃料电池电堆1的入水口相连，从而将从燃料电池电堆1出水口流出的冷却液向燃料电池电堆1的入水口导流。
所述膨胀水箱4的出水口通过补水管路13、冷却液循环管路水泵2入口相连，用于气体和冷却液分离后再由补水管路13进入水泵2，以此达到冷却液排气目的；所述膨胀水箱4的第一入水口通过冷却液排气管路14、第二电控阀8与燃料电池电堆1出水口相连，所述膨胀水箱4的第二入水口通过管路与散热器5相连；
所述冷却液循环管路还包括循环支路组，所述循环支路组上分别设有散热器5、液体加热器3，用于分别对循环的冷却液进行散热和加热。
进一步的，所述循环支路组包括：并联在水泵2和电控三通阀6之间的散热循序支路和加热循序支路；所述散热循序支路的一端与水泵2出口相连，另一端经流过散热器5后与电控三通阀6入口相连；
所述加热循序支路的一端与水泵2出口相连，另一端经流过液体加热器3后与电控三通阀6入口相连；
所述电控三通阀6的出口与燃料电池电堆1的入水口相连；
在本实施例中，低温启动下加热调整电控三通阀6的入口与加热循序支路连通后，用于冷却液加热小循环，冷却液从电堆流出，经水泵2和电控三通阀6后直接返回电堆入口，不经过散热器5，小循环有助于燃料电池电堆1快速升温。
当需要散热时，可调整电控三通阀6的入口与散热循序支路连通后，用于冷却液散热大循环，冷却液从电堆流出、经水泵2后前往散热器5散热，然后经过电控三通阀6返回电堆入口，大循环流经散热器5，由散热器5控制冷却液温度，避免电堆过热。
进一步的，所述散热器5的排水口通过去离子装置9与膨胀水箱4的第二入水口相连，用于向膨胀水箱4提供去离子净化过的水。
结合图2进一步说明本发明的燃料电池热管理系统控制方法，基于上述系统，包括：
分别实时获取燃料电池电堆1出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值、水泵2工作工作功率数值；
实时判断入水口温度数值、水泵2工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式；
其中，在常规开机下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆1冷却液排气流量的自适应控制；
在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2、液体加热器3、电控三通阀6进行控制，用于加快燃料电池电堆1的冷却液循环速度。
实时判断入水口温度数值、水泵2工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式的方法包括：
预设入水口温度阈值、水泵2工作功率上升阈值；其中，水泵2工作功率上升阈值为当前与常温下相比，水泵2相同转速下其工作功率的增值百分比；
将实时获取的对入水口温度数值与预设的入水口温度阈值进行对比；
当水口温度数值大于预设的入水口温度阈值时，进入常规开机程序；
当水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值时，将水泵2工作工作功率数值与水泵2工作功率上升阈值相对比；
若水泵2工作工作功率低于水泵2常温工作功率的上升阈值时，进入低温启动程序；
若水泵2工作工作功率高于或等于水泵2常温工作功率的上升阈值时，进入低温脉冲模式。
在常规开机下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆1冷却液排气流量的自适应控制的方法包括：
控制第一电控阀7关闭，第二电控阀8全开，并且对燃料电池电堆1运行数值进行实时监测，确定燃料电池电堆1在预定单位时间段内平稳运行；其中，平稳运行表示燃料电池电堆1的功率或电流在预设单位时间段内持续不变；若无法确定平稳运行则保持第一电控阀7关闭，第二电控阀8全开；
确定燃料电池电堆1平稳运行后，分别获得出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动；
实时判断出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀8的开启角度或关闭。
实时判断出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀8的开启角度或关闭的方法包括：
分别对出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动预设三档波动阈值；
分别实时监控出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，并将出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动分别与预设的三级波动阈值对比，选择控制第二电控阀8的开启角度或关闭；
当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第一档阈值时，控制第二第一电控阀100％全开；
当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第二档阈值时，控制第二电控阀8保持B％开启度；
当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第三档阈值时，控制第二电控阀8保持C％开启度；
当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动小于第三档阈值时，控制第二电控阀8脉冲式关闭。
在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2、液体加热器3、电控三通阀6进行控制，用于加快燃料电池电堆1的冷却液循环速度的方法包括：
控制水泵2、液体加热器3、电控三通阀6开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆1进入快速升温状态；其中，低温脉冲模式设定水泵2的转速为三档，且在水泵2运行过程中三档转速以波动式切换，并将燃料电池电堆1升温状态中的出口压力值记录为初始压力值；
在升温后，控制第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀7脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度；
在第一电控阀7脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式。
控制水泵2、液体加热器3、电控三通阀6开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆1进入快速升温状态的方法包括：
控制水泵2、液体加热器3、电控三通阀6开启后，从燃料电池电堆1流出的冷却液经水泵2后，进入加热循序支路、电控三通阀6后返回燃料电池电堆1入口，液体加热器3对加热循序支路的冷却液进行加热，实现燃料电池电堆1的快速升温。
控制第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀7脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度的方法包括：
第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭后，燃料电池电堆1出口通过冷却液排气管路14、第一电控阀7与水泵2入口连通，用于向向燃料电池电堆1出口传递负压，从而出水口压力数值随水泵2入口压力变化而变化，并实时获取出水口压力变化数值和出水口压力变化数值的保持时间；
分别判断初始压力值和出水口压力变化数值的比值、出水口压力变化数值的保持时间；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值大于预设的增幅阈值，或保持时间小于预设的时间阈值则保持第一电控阀7在第一预设时间段内脉冲式开启、第二电控阀8关闭；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值小于或等于预设的增幅阈值，且保持时间大于预设的时间阈值则控制第一电控阀7在第二预设时间段内脉冲式关闭；从而用于根据水口压力数值的变化实时控制第一电控阀7脉冲式启闭，进而对燃料电池电堆1出水口施加的脉冲式压力进行实时调控，加速冷却液循环速度；
其中，水泵2在运行过程中水泵2的转速进行三档波动式切换，从而使水泵2入口的压力实现波动式变化，进而向燃料电池电堆1出口传递持续性的脉冲式负压；
燃料电池电堆1出水口接收到压力后从而在燃料电池电堆1出口和燃料电池电堆1入水口之间形成压力差，促进燃料电池电堆1内部的冷却液流通。
在第一电控阀7脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式的方法包括：
若出水口温度数值小于或等于预设的出水口温度阈值，则保持第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，从而循环保持低温脉冲模式；
若出水口温度数值大于预设的出水口温度阈值，则控制控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，燃料电池电堆1出口通过冷却液排气管路14、第二电控阀8与膨胀水箱4连通；燃料电池电堆1出口的负压消失，继续执行低温启动。
结合实施例和图2进一步说明燃料电池开机运行后本发明方法的实际运用过程，具体如下：
步骤1：分别实时获取燃料电池电堆1出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值、水泵2工作工作功率数值；
步骤2：根据获取数值实时判断入水口温度数值、水泵2工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式；具体为：预设入水口温度阈值Ta、水泵2工作功率上升阈值A％；其中，水泵2工作功率上升阈值A％为水泵2当前与常温下相比相同转速其工作功率的增值百分比；
将实时获取的对入水口温度数值与预设的入水口温度阈值Ta进行对比；
当水口温度数值大于预设的入水口温度阈值Ta时，进入常规开机程序；
当水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值Ta时，将水泵工作工作功率数值与水泵工作功率上升阈值A％相对比；
若水泵2工作工作功率低于水泵2常温工作功率的上升阈值A％时，进入低温启动程序；
若水泵2工作工作功率高于或等于水泵2常温工作功率的上升阈值A％时，进入低温脉冲模式；如图2所示本实施例中入水口温度阈值为设定值Ta，Ta＝-10℃，水泵2在当前转速下其工作功率是否比常温高A％(本实施例中水口温度数值表示为T1，水泵2工作温度的工作功率比室温25℃下功率高A％＝30％)。还需说明的：T1和Ta之间的判断首先确定冷却液自身处于低温，但为因为不同的冷却液品牌、成分含量等会导致温度和粘度关系有差别，因此需要再次判断水泵相同转速下的功率差别，二者结合可以准确判断冷却液是否因为粘度过大导致流通困难；
如果只是水温低，水泵2功率未升高到设定值(30％)，则正常进入常规低温启动。
若步骤2中水口温度数值大于预设的入水口温度阈值Ta时，则进入步骤3，步骤3如下：
在常规开机下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆1冷却液排气流量自适应控制；具体为：控制第一电控阀7关闭，第二电控阀8全开，并且对燃料电池电堆1运行数值进行实时监测，以确定电堆在该工况下为稳定运行状态，分别获得出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动；其中：电堆稳定运行状态，代表目标电流/功率在一段时间内持续不变，如果电堆工况点在变化，则不进行下一步的判断步骤，从而保持当前第一电控阀7关闭，第二电控阀8全开状态；
确定燃料电池电堆1平稳运行后，分别获得出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动；
实时判断出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀8的开启角度或关闭。
基于判断结果选择第二电控阀8的开启角度或关闭进一步的为：分别对出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动预设三档波动阈值；本实施例中预设三档波动阈值分别为f％、n％、m％；
分别实时监控出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，并将出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动分别与预设的三级波动阈值对比，选择控制第二电控阀8的开启角度或关闭；数值在本实施例中，在△t时间内，△t为10s，当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第一档阈值f％时，控制第二第一电控阀100％全开；其中，需要说明的是：f％＝40％，在10s内电堆出口压力、水泵2转速和功率的波动均超过40％，则代表冷却液中有大量气泡，则第二电控阀8保持100％最大开度。
在△t时间内，当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第二档阈值n％时，控制第二电控阀8保持B％开启度；其中，需要说明的是：n％＝20％,B％＝60％；在10s内电堆出口压力、水泵2转速和功率的波动均超过20％，则代表冷却液中有中等份量气泡，则第二电控阀8保持60％开度。
在△t时间内，当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动大于或等于第三档阈值m％时，控制第二电控阀8保持C％开启度；其中，需要说明的是：m％＝10％，C％＝30％，在10s内电堆出口压力、水泵2转速和功率的波动均超过10％，则代表冷却液中有少量气泡，则第二电控阀8保持30％开度。
当出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动小于第三档阈值m％时，控制第二电控阀8脉冲式关闭，在10s内电堆出口压力、水泵2转速和功率波动少于10％，则代表冷却液中气泡很少，第二电控阀8关闭并持续t3时间。
t3时间结束后，重新对燃料电池电堆1运行数值进行实时监测，及判断出口水压数值、水泵2转速、水泵2工作功率的波动，循环控制第二电控阀8开启角度或关闭，本实施例中t3设置为20min，因此在20min内第一电控阀7保持关闭，但是在燃料电池电堆1运行功率点波动后，可能有部分交流气泡进入冷却液需要排出，因此20min后，如果电堆在某工况点温度运行则，重新对燃料电池电堆1运行数值进行实时监测，并循环控制第二电控阀8开启角度或关闭，。
步骤2中若水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值，且水泵2工作工作功率低于水泵2常温工作功率的上升阈值A％时，则进入步骤4中的低温启动程序；
若水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值，且水泵2工作工作功率高于或等于水泵2常温工作功率的上升阈值A％时，则进入步骤4中的低温脉冲模式；
步骤4：在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆1、第一电控阀7、第二电控阀8、水泵2、液体加热器3、电控三通阀6进行控制，用于加快燃料电池电堆1的冷却液循环速度；具体为：
控制水泵2、液体加热器3、电控三通阀6开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆1进入快速升温状态；其中，低温脉冲模式设定水泵2的转速为三档，且在水泵2运行过程中三档转速以波动式切换，并将燃料电池电堆1升温状态中的出口压力值记录为初始压力值P1；
在升温后，控制第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀7脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度；
在第一电控阀7脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式。
本实施例燃料电池电堆1进入快速升温状态中，控制水泵2、液体加热器3、电控三通阀6开启后，电控三通阀6调整入口与经流过液体加热器3的加热循序支路相通，使得冷却液从电堆流出，经水泵2和电控三通阀6后直接返回电堆入口，不经过散热器5，液体加热器3在开启后对经流的冷却液进行加热，实现加热小循环，燃料电池电堆1进入快速升温模式；还需说明的是本发明还可以通过其它方式实现冷却液的快速加热，若针对没有液体加热器3的方案，则执行系统自身自加热启动程序；
本实施例在升温状态后；控制第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀7脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度具体为：低温脉冲模式下设定水泵2的转速为三档，且在水泵2运行过程中三档转速以波动式切换，本实施例中设定三档转速为X％、Y％、Z％，并安装按照X％、Y％、Z％的设定转速波动性工作；
第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭后，燃料电池电堆1出口通过冷却液排气管路14、第一电控阀7与水泵2入口连通，用于向向燃料电池电堆1出口传递负压；从而出水口压力数值随水泵2入口压力变化；并实时获取出水口压力变化数值和出水口压力变化数值的保持时间；分别判断获取的出水口压力变化数值、出水口压力变化数值的保持时间；同时实时获得出口压力值用于用于判断水泵2负压是否传递至电堆出口；
若出口压力和初始压力值的比值大于预设的增幅阈值，或保持时间小于预设的时间阈值则保持第一电控阀7在第一预设时间段t1内脉冲式开启、第二电控阀8关闭；
若出口压力和初始压力值的比值小于或等于预设的增幅阈值，且保持时间大于预设的时间阈值则控制第一电控阀7在第二预设时间段t2内脉冲式关闭；用于根据水口压力数值的变化实时控制第一电控阀7脉冲式启闭，进而对燃料电池电堆1出水口施加的脉冲式压力进行实时调控，加速冷却液循环速度；
其中，水泵2在运行过程中水泵2的转速进行三档X％、Y％、Z％转速的波动式切换，从而使水泵2入口的压力实现波动式变化，进而向燃料电池电堆1出口传递持续性的脉冲式负压；
燃料电池电堆1出水口接收到压力后从而在燃料电池电堆1出口和燃料电池电堆1入水口之间形成压力差，促进燃料电池电堆1内部的冷却液流通。
本实施例中设定第一电控阀7脉冲式开启的第一时间段为t1，第一电控阀7脉冲式关闭的第二时间段为t2，出口压力预设的增幅阈值d％＝40％；第一电控阀7脉冲式启闭的好处是将水泵2入口的负压通过管路传递至电堆出口，结合低温脉冲启动程序，在启动总体上水泵2转速忽高忽低，电堆出口有脉冲式的负压，两者结合，不断对电堆和出口和入口之间施加脉冲式的压力差，在低温下冷却液粘度大时可促进冷却液在电堆内部流通。
本实施例中在第一电控阀7脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断的出口温度控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，结束低温脉冲模式进入低温启动模式的具体为：若出水口温度数值T2小于或等于预设出水口温度数值Tb，则保持第一电控阀7开启、第二电控阀8关闭，从而循环保持低温脉冲模式；
若出水口温度数值T2大于预设出水口温度数值Tb，则控制控制第一电控阀7关闭，控制第二电控阀8开启，燃料电池电堆1出口通过冷却液排气管路14、第二电控阀8与膨胀水箱4连通；燃料电池电堆1出口的负压消失，继续执行低温启动(在低温启动下如处于加热则持续加热至原有设定温度)；本实施例中设定Tb＝-3℃，一般在较大的冷却液品牌和成分范围内，可以认定-3℃及以上的冷却液粘度已降低到不会引起流通困难。
综上所述，本发明的低温脉冲模式设计当识别到冷却液温度极低且基于水泵自身工作功率判断到冷却液流通困难时，进入本专利所述低温脉冲模式，第一电控阀打开，第二电控阀关闭，水泵冲击式工作，不断对电堆出口持续施加脉冲负压，对电堆入口施加脉冲正压，电堆进出口在的脉冲压力差的冲击下，加快冷却液循环速度；在低温启动下，加快冷却液循环使电堆升温快，低温启动时间减小，加快车辆在低温情况下的使用和快速起动，车辆低温适应性性能得以提升；电堆内部冷却液循环速度加快，使电堆内部温度更加均匀，可以降低电堆密封失效风险；长期使用下电堆内部温度均匀效果好，从而提升电堆寿命；此外在冷却液流通顺畅的情况下，水泵转动阻力小，导致水泵功耗低，长期使用积累的效果是保证和提升水泵本身可靠性和水泵寿命；
本发明的电热管理系统的所具有的排气功能设计，也可以对于冷却液流量进行调节，当识别到冷却液非低温或冷却液流通不困难时，第一电控阀关闭，第二电控阀开启，电堆正常排气，通过电堆出口压力波动、水泵转速波动和功率波动判断冷却液中气体含量，当气体含量多时，第二电控阀开启度大，加速排气；当气体含量减少时，第二电控阀开启度减小；当气体含量极少时，第二电控阀关闭，以此实现精准控制排气流量，这样可以让更多的冷却液流经水泵和电堆，降低对水泵功耗，且在前端设计时可以降低水泵性能余量，选择功率小、成本低的水泵。
本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，包括：燃料电池电堆、电堆出口水压传感器、电堆出口水温传感器、电堆入口水温传感器、膨胀水箱、散热器、电控三通阀、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、补水管路、冷却液循环管路；
其中，所述燃料电池电堆用于对外发电，所述燃料电池电堆开设有出水口和入水口；所述燃料电池电堆的出水口分别连接有电堆出口水压传感器、电堆出口水温传感器；所述燃料电池电堆的入水口连接有电堆入口水温传感器；
所述燃料电池电堆的出水口和入水口均与冷却液循环管路相连，用于冷却液外循环；
所述燃料电池电堆出水口通过冷却液排气管路、第一电控阀与冷却液循环管路相连；所述燃料电池电堆出水口还通过冷却液排气管路、第二电控阀与膨胀水箱相连；
所述冷却液循环管路的一端连接在燃料电池电堆的出水口，另一端通过水泵、电控三通阀与燃料电池电堆的入水口相连；
所述膨胀水箱的出水口通过补水管路、冷却液循环管路与水泵入口相连，所述膨胀水箱的第一入水口通过冷却液排气管路、第二电控阀与燃料电池电堆出水口相连，所述膨胀水箱的第二入水口通过管路与散热器相连；
所述冷却液循环管路还包括循环支路组，所述循环支路组上分别设有散热器、液体加热器，用于对循环的冷却液进行散热和加热。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于，所述循环支路组包括：并联在水泵和电控三通阀之间的散热循序支路和加热循序支路；所述散热循序支路的一端与水泵出口相连，另一端经流过散热器后与电控三通阀入口相连；
所述加热循序支路的一端与水泵出口相连，另一端经流过液体加热器后与电控三通阀入口相连；
所述电控三通阀的出口与燃料电池电堆的入水口相连。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于，所述散热器的排水口通过去离子装置与膨胀水箱的第二入水口相连。
4.一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，基于权利要求1所述的系统，包括：
分别实时获取燃料电池电堆出水口温度数值、入水口温度数值、出口水压数值、水泵工作工作功率数值；
实时判断入水口温度数值、水泵工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式；
其中，在常规开机下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆冷却液排气流量的自适应控制；
在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、电控三通阀进行控制，用于加快燃料电池电堆的冷却液循环速度。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，实时判断入水口温度数值、水泵工作工作功率数值，并基于判断结果选择进入常规开机或低温启动或低温脉冲模式的方法包括：
将实时获取的对入水口温度数值与预设的入水口温度阈值进行对比；
当水口温度数值大于预设的入水口温度阈值时，进入常规开机程序；
当水口温度数值小于或等于预设的入水口温度阈值时，将水泵工作工作功率数值与水泵工作功率上升阈值相对比；
若水泵工作工作功率低于水泵常温工作功率的上升阈值时，进入低温启动程序；
若水泵工作工作功率高于或等于水泵常温工作功率的上升阈值时，进入低温脉冲模式；
其中，水泵工作功率上升阈值为当前与常温下相比，水泵相同转速下其工作功率的增值百分比。
6.根据权利要求4所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，在常规开机下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵进行控制，用于针对常温下燃料电池电堆冷却液排气流量的自适应控制的方法包括：
控制第一电控阀关闭，第二电控阀全开，并且对燃料电池电堆运行数值进行实时监测，确定燃料电池电堆在预定单位时间段内平稳运行；其中，平稳运行表示燃料电池电堆的功率或电流在预设单位时间段内持续不变；若无法确定平稳运行则保持第一电控阀关闭，第二电控阀全开；
确定燃料电池电堆平稳运行后，分别获得出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动；
实时判断出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀的开启角度或关闭。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，实时判断出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并基于判断结果选择第二电控阀的开启角度或关闭的方法包括：
分别对出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动预设三档波动阈值；
分别实时监控出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动，并将出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动分别与预设的三级波动阈值对比，选择控制第二电控阀的开启角度或关闭；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第一档阈值时，控制第二第一电控阀100％全开；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第二档阈值时，控制第二电控阀保持B％开启度；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动大于或等于第三档阈值时，控制第二电控阀保持C％开启度；
当出口水压数值、水泵转速、水泵工作功率的波动小于第三档阈值时，控制第二电控阀脉冲式关闭。
8.根据权利要求4所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，在低温脉冲模式下分别对燃料电池电堆、第一电控阀、第二电控阀、水泵、液体加热器、电控三通阀进行控制，用于加快燃料电池电堆的冷却液循环速度的方法包括：
控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆进入快速升温状态；其中，低温脉冲模式设定水泵的转速为三档，且在水泵运行过程中三档转速以波动式切换，并将燃料电池电堆升温状态中的出口压力值记录为初始压力值；
在升温状态后，控制第一电控阀开启、第二电控阀关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度；
在第一电控阀脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式。
9.根据权利要求8所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启，并实时获得出水口压力数值、出水口温度数值，燃料电池电堆进入快速升温状态的方法包括：
控制水泵、液体加热器、电控三通阀开启后，从燃料电池电堆流出的冷却液经水泵后，进入加热循序支路、电控三通阀后返回燃料电池电堆入口，液体加热器对加热循序支路的冷却液进行加热，实现燃料电池电堆的快速升温。
10.根据权利要求8所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，控制第一电控阀开启、第二电控阀关闭，实时判断出水口压力数值的变化；并基于判断结果选择控制第一电控阀脉冲式启闭，用于加速冷却液循环速度的方法包括：
第一电控阀开启、第二电控阀关闭后，燃料电池电堆出口通过冷却液排气管路、第一电控阀与水泵入口连通，用于向向燃料电池电堆出口传递负压，从而出水口压力数值随水泵入口压力变化而变化，并实时获取出水口压力变化数值和出水口压力变化数值的保持时间；
分别判断初始压力值和出水口压力变化数值的比值、出水口压力变化数值的保持时间；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值大于预设的增幅阈值，或保持时间小于预设的时间阈值则保持第一电控阀在第一预设时间段内脉冲式开启、第二电控阀关闭；
若初始压力值和出水口压力变化数值的比值小于或等于预设的增幅阈值，且保持时间大于预设的时间阈值则控制第一电控阀在第二预设时间段内脉冲式关闭；从而用于根据水口压力数值的变化实时控制第一电控阀脉冲式启闭，进而对燃料电池电堆出水口施加的脉冲式压力进行实时调控，加速冷却液循环速度；
其中，水泵在运行过程中水泵的转速进行三档波动式切换，从而使水泵入口的压力实现波动式变化，进而向燃料电池电堆出口传递持续性的脉冲式负压；
燃料电池电堆出水口接收到压力后从而在燃料电池电堆出口和燃料电池电堆入水口之间形成压力差，促进燃料电池电堆内部的冷却液流通。
11.根据权利要求8所述的一种燃料电池热管理系统控制方法，其特征在于，在第一电控阀脉冲式启闭过程中，实时判断出水口温度数值；并基于判断结果选择控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，从而结束低温脉冲模式进入低温启动模式的方法包括：
若出水口温度数值小于或等于预设的出水口温度阈值，则保持第一电控阀开启、第二电控阀关闭，从而循环保持低温脉冲模式；
若出水口温度数值大于预设的出水口温度阈值，则控制控制第一电控阀关闭，控制第二电控阀开启，燃料电池电堆出口通过冷却液排气管路、第二电控阀与膨胀水箱连通；燃料电池电堆出口的负压消失，继续执行低温启动。
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