CN115020765A - 一种燃料电池的热管理控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池的热管理控制方法，涉及燃料电池热管理技术领域。热管理控制方法包括：设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差；建立燃料电池的电堆热模型，计算燃料电池的电堆的散热功率和所需的冷却液的流量；以冷却液的出入堆温差为控制目标，获取泵的前馈转速，再使用增量式PID计算，将计算输出值与泵的前馈转速相加为泵的输出转速。以冷却液的入堆温度为控制目标，获取电子风扇的启动数量和电子风扇的前馈转速，再以增量式PID计算闭环输出值，闭环输出值与电子风扇的前馈转速相加为电子风扇的输出转速。以快速热机和冷却液的温度辅助调控为控制目标，确定热管理阀的开度预设值和开度修正值，控制热管理阀的大循环开度。

Description

一种燃料电池的热管理控制方法
技术领域
本发明涉及燃料电池热管理技术领域，尤其涉及一种燃料电池的热管理控制方法。
背景技术
燃料电池冷却***的温度控制对燃料电池的性能影响较大，冷却液的入堆温度和冷却液的出入堆温差需保持在设定范围内，以保证电堆输出电压和电堆效率的稳定。
目前，常用的温度控制策略在实际应用中存在以下问题：（1）易受环境干扰，当环境温度出现波动时，温控精度不易保证；（2）温控精度不高，难以实现将冷却液的入堆温度和冷却液的出入堆温差保持在设定范围内；（3）在保证热机时间时，无法兼顾冷却液的出入堆温差控制，影响电堆输出性能；（4）调试难度大，周期长。
因此，亟需一种燃料电池的热管理控制方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池的热管理控制方法，能提升温控精度和抗干扰能力，同时兼顾热管理***的功耗，使热管理***节能运行。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃料电池的热管理控制方法，采用燃料电池的热管理***，所述热管理***包括冷板、泵、热管理阀和散热器，所述冷板设置于所述燃料电池的电堆内，所述电堆的出液口与所述泵的进液口连通，所述泵的出液口通过所述热管理阀与所述电堆的进液口和所述散热器的进液口连通，所述散热器的出液口与所述电堆的进液口连通，所述散热器通过电子风扇散热；所述热管理控制方法包括以下步骤：
设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差；
建立所述燃料电池的电堆热模型，计算所述电堆的散热功率和所需的冷却液的流量；
以所述冷却液的出入堆温差为控制目标，根据所述冷却液的流量和所述泵的转速map获取所述泵的前馈转速，再以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，将计算输出值与所述泵的前馈转速相加为所述泵的输出转速；
以所述冷却液的入堆温度为控制目标，所述电堆的散热功率、所述冷却液的流量、所述目标入堆温度、环境温度和所述散热器的进液温度为输入参数，对所述散热器的散热功率进行校正，结合所述电子风扇的转速map获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速，再以所述散热器的出液温度作为增量式PID的控制目标，计算闭环输出值，所述闭环输出值与所述电子风扇的前馈转速相加为所述电子风扇的输出转速；
以快速热机和冷却液的温度辅助调控为控制目标，根据所述冷却液的目标入堆温度，结合所述热管理阀的开度map确定所述热管理阀的开度预设值，再根据所述电堆的实时电流和所述冷却液的实时入堆温度确定开度修正值，所述开度预设值与所述开度修正值相加为所述热管理阀的大循环开度。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述电堆的散热功率的计算公式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 863580DEST_PATH_IMAGE002
为经验参数，通过实验室实测的燃料电池散热功率 进行设定；N为所述电堆中单体电池的片数，I为电堆的实时输出电流，V为所述电堆的实时 输出电压。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述冷却液的流量的计算公式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 645066DEST_PATH_IMAGE004
为冷却液的定压比热容，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为所述冷却液的 实时出堆温度，
Figure 917916DEST_PATH_IMAGE006
为所述冷却液的实时入堆温度。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述计算输出值的计算方法包括：
获取第一设定周期T内所述冷却液的实时出堆温度
Figure 115679DEST_PATH_IMAGE005
和实时入堆温度
Figure 663335DEST_PATH_IMAGE006
，计 算所述冷却液的实时出入堆温差；
根据所述冷却液的实时出入堆温差与所述目标出入堆温差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
计算以所述冷 却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值E（k），则
Figure 895733DEST_PATH_IMAGE008
；
所述闭环输出值P（k）的计算公式为：
P（k）= Kp [E（k）-E（k-1）]+ Ki E（k）+Kd [E（k）-2E（k-1）+E（k-2）]，
其中，k表示第k次采集，E（k-1）为第k次采集的前一个所述第一设定周期T内以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，E（k-2）为第k次采集的前两个第一设定周期T内以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，Kp、Ki、Kd为PID计算的系数；
所述计算输出值为：n=
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述PID计算的系数Kp、Ki、Kd均为标定获得。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速的步骤包括：
获取所述电堆的实时输出电流和实时输出电压，根据所述电堆的散热功率的计算 公式，计算所述电堆的实时散热功率
Figure 605063DEST_PATH_IMAGE010
；
获取所述冷却液的实时入堆温度和实时出堆温度，根据所述冷却液的流量的计算 公式和所述实时散热功率
Figure 523079DEST_PATH_IMAGE010
，计算所需的所述冷却液的流量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
；
获取所述散热器的实时进液温度和实时环境温度，计算实时液气温差
Figure 77688DEST_PATH_IMAGE012
；
计算所述实时液气温差
Figure 695751DEST_PATH_IMAGE012
下的所述电堆的散热功率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
；
根据计算出的所述冷却液的流量
Figure 310403DEST_PATH_IMAGE011
和所述电堆的散热功率
Figure 217179DEST_PATH_IMAGE013
，查所述电子风扇 的转速map获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述实时液气温差
Figure 903375DEST_PATH_IMAGE012
下的所述电堆的散热功率
Figure 844787DEST_PATH_IMAGE013
的计算公式为：
Figure 427078DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
为最高环境温度下的设定液气温差。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述闭环输出值的计算方法包括：
获取第二设定周期Tˊ内所述散热器的出液温度Tb，所述散热器的出液温度Tb与所述目标入堆温度Tt的差值为E(k)ˊ,则E(k)ˊ= Tb-Tt；
所述闭环输出值为P(k)ˊ，则：
P（k）ˊ= Kpˊ[E（k）ˊ-E（k-1）ˊ]+KiˊE（k）ˊ+Kdˊ[E（k）ˊ-2E（k-1）ˊ+E（k-2）ˊ]，
其中，k表示第k次采集，E（k-1）ˊ为第k次采集的前一个第二设定周期Tˊ内所述散热器的出液温度与所述目标入堆温度Tt的差值，E（k-2）ˊ为第k次采集的前两个设定周期Tˊ内所述散热器的出液温度与所述目标入堆温度Tt的差值，Kpˊ、Kiˊ、Kdˊ为PID计算的系数。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，PID计算的系数Kpˊ、Kiˊ、Kdˊ均通过E(k)ˊ和E(k)ˊ的变化率设定模糊规则，通过模糊控制计算出各系数的增量，增量与初值相加则为最终的PID计算的系数值。
作为所述的燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，所述热管理阀的大循环开度和小循环开度之和为所述热管理阀的全开值。
本发明的有益效果：
本发明提供的燃料电池的热管理控制方法，通过建立燃料电池的电堆热模型，设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差，该热管理控制方法的控制目标为冷却液的入堆温度和出入堆温差，对泵的输出转速、热管理阀的大循环开度和电子风扇的输出转速共同控制，通过计算电堆热模型的散热功率和所需的冷却液的流量，充分利用了电堆模型仿真，以及泵、热管理阀和电子风扇的性能实验数据，降低了调试难度。根据不同零件的特性确定不同的控制目标和控制方法，充分考虑干扰因素，提升了温控精度和抗干扰能力，使燃料电池的热管理***节能运行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的燃料电池的热管理控制***的原理图；
图2是本发明实施例提供的燃料电池的热管理控制方法的流程图。
图中：
1、电堆；2、泵；3、热管理阀；4、散热器；5、电堆的进液温度传感器；6、电堆的出液温度传感器；7、散热器的进液温度传感器；8、散热器的出液温度传感器；9、环境温度传感器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“内”、“外”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。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。而且，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液平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征液平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，燃料电池的热管理***包括冷板、泵2、热管理阀3和散热器4，冷板设置于燃料电池的电堆1内，电堆1的出液口与泵2的进液口连通，泵2的出液口通过热管理阀3与电堆1的进液口和散热器4的进液口连通，散热器4的出液口与电堆1的进液口连通，散热器4通过电子风扇散热。
燃料电池的热管理***包括大循环和小循环，大循环是指冷却液自泵2的出液口进入电堆1的进液口，在冷板内循环带走电堆1的热量从电堆1的出液口流出，然后经散热器4的进液口进入散热器4内散热，再经散热器4的出液口经电堆1的进液口进入电堆1的循环。小循环是指冷却液自泵2的出液口进入电堆1的进液口，在冷板内循环带走电堆1的热量从电堆1的出液口流出，再经泵2的进液口进入泵2，然后从泵2的出液口经电堆1的进液口进入电堆1的循环。
泵2为电动泵，可调速，能根据电堆散热模型调控进出电堆1的冷却液的流量。
热管理阀3为三通阀，包括一个进口和两个出口，三通阀的进口与泵2的出液口连通，其中一个出口与电堆1的进液口连通，该出口的开度为热管理阀3的小循环开度；另一个出口与散热器4的进液口连通，该出口的开度为热管理阀3的大循环开度。
电子风扇根据电堆散热模型、环境温度和散热器4的进出液温度调速，用于控制相应目标温度下的热管理***的散热功率，进而控制散热器4的出液温度，以满足电堆1的进液温度。
燃料电池的热管理***还包括电堆的进液温度传感器5、电堆的出液温度传感器6、散热器的进液温度传感器7、散热器的出液温度传感器8、环境温度传感器9和控制单元，电堆1、电堆的进液温度传感器5、电堆的出液温度传感器6、散热器的进液温度传感器7、散热器的出液温度传感器8和环境温度传感器9均与控制单元电连接，控制单元能够获取电堆1的实时电流和实时电压等参数，电堆的进液温度传感器5用于检测电堆1的实时进液温度，并发送给控制单元；电堆的出液温度传感器6用于检测电堆1的实时出液温度，并发送给控制单元；散热器的进液温度传感器7用于检测散热器4的实时进液温度，并发送给控制单元；散热器的出液温度传感器8用于检测散热器4的实时出液温度，并发送给控制单元；环境温度传感器9用于检测环境的实时温度，并发送给控制单元。
泵2、热管理阀3和电子风扇也与控制单元电连接，控制单元通过获取的参数和其内存储的热管理控制方法控制泵2的输出转速、电子风扇的输出转速和热管理阀3的大循环开度和小循环开度。
燃料电池的温度对燃料电池的性能影响较大，通过热管理***对燃料电池的温度进行调节，冷却液的入堆温度的波动与出入堆温差的波动需保持在±1℃以内，以保证电堆1的输出电压和电堆效率的稳定。
如图2所示，本实施例提供了一种燃料电池的热管理控制方法，采用上述的热管理控制***，热管理控制方法包括以下步骤：
S10、设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差。
本实施例提供的热管理控制方法的控制目标为使得冷却液的入堆温度和出入堆温差均保持在±1℃以内，以保证电堆1的输出电压和电堆效率的稳定。因此需设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差，在之后的控制过程中通过调控冷却液的实时入堆温度，使其在目标入堆温度的±1℃以内波动；通过调控冷却液的实时出入堆温差，使其在目标出入堆温差的±1℃以内波动。
S20、建立燃料电池的电堆热模型，计算电堆1的散热功率和所需的冷却液的流量。
电堆热模型是通过总结实验数据获得的电堆热模型，该电堆热模型的电堆电流和进气流量是根据实验数据获得的，且在冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差下，能获得理想的输出电压和理想的电堆效率。
以该电堆热模型计算电堆1的散热功率，计算公式为：
Figure 522947DEST_PATH_IMAGE001
，其中，Ke为经验参数，通过实验室实测的燃料电池散热功率 进行设定；N为电堆1中单体电池的片数，I为电堆1的实时输出电流，V为电堆1的实时输出电 压。
上述电堆的散热功率的计算公式、Ke和N均存储在控制单元内，控制单元能实时监测的电堆1的实时输出电流和实时输出电压。
冷却液的流量是根据电堆的散热功率计算获得，冷却液的流量的计算公式为：
Figure 622622DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 418539DEST_PATH_IMAGE004
为冷却液的定压比热容，
Figure 171732DEST_PATH_IMAGE005
为冷却液的实时出 堆温度，
Figure 551635DEST_PATH_IMAGE006
为冷却液的实时入堆温度。
S30、以冷却液的出入堆温差为控制目标，根据冷却液的流量和泵2的转速map获取泵2的前馈转速，再以冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，将计算输出值与泵2的前馈转速相加为泵2的输出转速。
该泵2的转速map根据燃料电池的热管理***标定获取，标定方法为：根据热管理***的冷却液的循环路径的一维仿真确定不同工况下的流阻，并依据该流阻、流量对泵2进行性能实验，得出泵2的流量-扬程下的泵2的转速map。
计算输出值的计算方法包括：
获取第一设定周期T内冷却液的实时出堆温度
Figure 48476DEST_PATH_IMAGE005
和实时入堆温度
Figure 433320DEST_PATH_IMAGE006
，计算冷 却液的实时出入堆温差；
根据冷却液的实时出入堆温差与目标出入堆温差
Figure 91835DEST_PATH_IMAGE007
计算以冷却液的出堆温 度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值E（k），则E（k）=
Figure 270619DEST_PATH_IMAGE016
-1；
闭环输出值P（k）的计算公式为：
P（k）= Kp [E（k）-E（k-1）]+ Ki E（k）+Kd [E（k）-2E（k-1）+E（k-2）]，其中，k表示第k次采集，E（k-1）为第k次采集的前一个第一设定周期T内以冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，E（k-2）为第k次采集的前两个第一设定周期T内以冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，Kp、Ki、Kd为PID计算的系数。PID计算的系数Kp、Ki、Kd均为标定获得。
计算输出值为：n=
Figure 39992DEST_PATH_IMAGE009
。
泵2的输出转速为上述计算输出值和泵2的前馈转速之和。
S40、以冷却液的入堆温度为控制目标，电堆1的散热功率、冷却液的流量、目标入堆温度、环境温度和散热器4的进液温度为输入参数，对散热器4的散热功率进行校正，结合电子风扇的转速map获取电子风扇的启动数量和电子风扇的前馈转速，再以散热器4的出液温度作为增量式PID的控制目标，计算闭环输出值，闭环输出值与电子风扇的前馈转速相加为电子风扇的输出转速。
通过环境温度传感器9检测环境温度，通过散热器的进液温度传感器7检测散热器4的进液温度。
电子风扇的转速map的获取方法为：根据热管理***的散热功率和所需的冷却液的流量仿真结果，进行各流量点下的性能实验，在实验过程中，按照最高环境温度设定液气温差ΔTin-airmax（散热器4的进液温度减去最高环境温度）进行散热器4性能实验，实验过程中需启动不同的电子风扇的数量，例如：散热器4共设置有六个电子风扇，需分别测试启动一、二、三、四、五、六个电子风扇时的散热器4的散热功率，得到液气温差ΔTin-airmax下的电子风扇的多个转速map。
获取电子风扇的启动数量和电子风扇的前馈转速的步骤包括：
获取电堆1的实时输出电流和实时输出电压，根据电堆1的散热功率的计算公式， 计算电堆1的实时散热功率
Figure 13764DEST_PATH_IMAGE010
。
获取冷却液的实时入堆温度和实时出堆温度，根据冷却液的流量的计算公式和实 时散热功率
Figure 843180DEST_PATH_IMAGE010
，计算所需的冷却液的流量
Figure 495878DEST_PATH_IMAGE011
。
获取散热器4的实时进液温度和实时环境温度，计算实时液气温差
Figure 833056DEST_PATH_IMAGE012
。
计算实时液气温差
Figure 192493DEST_PATH_IMAGE012
下的电堆1的散热功率
Figure 192810DEST_PATH_IMAGE013
。
实时液气温差
Figure 519755DEST_PATH_IMAGE012
下的所述电堆1的散热功率P0的计算公式为：
Figure 162089DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 641612DEST_PATH_IMAGE015
为最高环境温度下的设定液气温差。
根据计算出的冷却液的流量
Figure 78410DEST_PATH_IMAGE011
和电堆1的散热功率
Figure 643383DEST_PATH_IMAGE013
，查电子风扇的转速map获 取电子风扇的启动数量和电子风扇的前馈转速。
若查到有多个电子风扇的启动数量均能满足计算出的冷却液的流量
Figure 322364DEST_PATH_IMAGE011
和电堆1 的散热功率
Figure 656393DEST_PATH_IMAGE013
时，取最小的电子风扇的启动数量。
闭环输出值的计算方法包括：
获取第二设定周期Tˊ内散热器4的出液温度Tb，散热器4的出液温度Tb与目标入堆温度Tt的差值为E(k)ˊ,则E(k)ˊ= Tb-Tt；
闭环输出值为P(k)ˊ，则:
P（k）ˊ= Kpˊ[E（k）ˊ-E（k-1）ˊ]+ KiˊE（k）ˊ+ Kdˊ[E（k）ˊ-2E（k-1）ˊ+E（k-2）ˊ]，
其中，k表示第k次采集，E（k-1）ˊ为第k次采集的前一个第二设定周期Tˊ内散热器4的出液温度与目标入堆温度Tt的差值，E（k-2）ˊ为第k次采集的前两个设定周期Tˊ内散热器4的出液温度与目标入堆温度Tt的差值，Kpˊ、 Kiˊ、Kdˊ为PID计算的系数。
可选地，PID计算的系数Kpˊ、 Kiˊ、Kdˊ均通过E(k)ˊ和E(k)ˊ的变化率设定模糊规则，通过模糊控制计算出各系数的增量，增量与初值相加则为最终的PID计算的系数值。
关于模糊规则和模糊控制为PID算法的一种控制方法，已是现有技术，在此不再赘述。
S50、以快速热机和冷却液的温度辅助调控为控制目标，根据冷却液的目标入堆温度，结合热管理阀3的开度map确定热管理阀3的开度预设值，根据电堆1的实时电流和冷却液的实时入堆温度确定开度修正值，开度预设值与开度修正值相加为热管理阀3的大循环开度。
热管理阀的3开度map是根据冷却液的入堆温度和散热器4的出液温度两个维度标定的，获取冷却液的实时入堆温度和散热器4的实时出液温度，然后查热管理阀3的开度map确定热管理阀3的开度预设值。
燃料电池的电堆1，输出电流不同，其所需的散热功率也不同。根据电堆1的实时电流和散热功率的计算公式计算所需的散热功率，然后再根据冷却液的实时入堆温度确定热管理阀的开度修正值，该开度修正值也是通过以电堆1所需的散热功率和冷却液的入堆温度两个维度标定的热管理阀3的开度map获取。
热管理阀3的大循环开度为开度预设值和开度修正值之和。
作为燃料电池的热管理控制方法的一个可选方案，热管理阀3的大循环开度和小循环开度之和为热管理阀3的全开值。
示例性地，热管理阀3的全开值为100%，若计算出的热管理阀3的大循环开度为70%，则热管理阀3的小循环开度为30%。
本发明提供的燃料电池的热管理控制方法，通过建立燃料电池的电堆热模型，设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差，该热管理控制方法的控制目标为冷却液的入堆温度和出入堆温差，对泵2的输出转速、热管理阀3的大循环开度和电子风扇的输出转速共同控制，通过计算电堆热模型的散热功率和所需的冷却液的流量，充分利用了电堆1模型仿真，以及泵2、热管理阀3和电子风扇的性能实验数据，根据不同零部件的不同的控制目标，针对性地使用增量式PID、前馈加模糊PID闭环控制算法和自动修正的开环map算法，提升温控精度和抗干扰能力，同时兼顾热管理***的功耗，使热管理***节能运行。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种燃料电池的热管理控制方法，采用燃料电池的热管理***，所述热管理***包括冷板、泵(2)、热管理阀(3)和散热器(4)，所述冷板设置于所述燃料电池的电堆(1)内，所述电堆(1)的出液口与所述泵(2)的进液口连通，所述泵(2)的出液口通过所述热管理阀(3)与所述电堆(1)的进液口和所述散热器(4)的进液口连通，所述散热器(4)的出液口与所述电堆(1)的进液口连通，所述散热器(4)通过电子风扇散热；其特征在于，所述热管理控制方法包括以下步骤：
设定冷却液的目标入堆温度和目标出入堆温差；
建立所述燃料电池的电堆热模型，计算所述电堆(1)的散热功率和所需的冷却液的流量；
以所述冷却液的出入堆温差为控制目标，根据所述冷却液的流量和所述泵(2)的转速map获取所述泵(2)的前馈转速，再以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，将计算输出值与所述泵(2)的前馈转速相加为所述泵(2)的输出转速；
以所述冷却液的入堆温度为控制目标，所述电堆(1)的散热功率、所述冷却液的流量、所述目标入堆温度、环境温度和所述散热器(4)的进液温度为输入参数，对所述散热器(4)的散热功率进行校正，结合所述电子风扇的转速map获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速，再以所述散热器(4)的出液温度作为增量式PID的控制目标，计算闭环输出值，所述闭环输出值与所述电子风扇的前馈转速相加为所述电子风扇的输出转速；
以快速热机和冷却液的温度辅助调控为控制目标，根据所述冷却液的目标入堆温度，结合所述热管理阀(3)的开度map确定所述热管理阀(3)的开度预设值，根据所述电堆(1)的实时电流和所述冷却液的实时入堆温度确定开度修正值，所述开度预设值与所述开度修正值相加为所述热管理阀(3)的大循环开度。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述电堆(1)的散热功率的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 759823DEST_PATH_IMAGE002
为经验参数，通过实验室实测的燃料电池散热功率 进行设定；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述电堆(1)中单体电池的片数，
Figure 614647DEST_PATH_IMAGE004
为所述电堆(1)的实时输出电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所 述电堆(1)的实时输出电压。
3.根据权利要求2所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述冷却液的流量的计算公式为：
Figure 332067DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为冷却液的定压比热容，
Figure 694653DEST_PATH_IMAGE008
为所述冷却液的实 时出堆温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述冷却液的实时入堆温度。
4.根据权利要求3所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述计算输出值的计算方法包括：
获取第一设定周期T内所述冷却液的实时出堆温度
Figure 847373DEST_PATH_IMAGE010
和实时入堆温度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，计算所 述冷却液的实时出入堆温差；
根据所述冷却液的实时出入堆温差与所述目标出入堆温差
Figure 778158DEST_PATH_IMAGE012
计算以所述冷却液 的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值E（k），则
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
所述闭环输出值P（k）的计算公式为：
P（k）= Kp [E（k）-E（k-1）]+ Ki E（k）+Kd [E（k）-2E（k-1）+E（k-2）]，
其中，k表示第k次采集，E（k-1）为第k次采集的前一个所述第一设定周期T内以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，E（k-2）为第k次采集的前两个第一设定周期T内以所述冷却液的出堆温度和入堆温度之差作为增量式PID的计算输入值，Kp、Ki、Kd为PID计算的系数；
所述计算输出值为：n=
Figure 966563DEST_PATH_IMAGE014
。
5.根据权利要求4所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述PID计算的系数Kp、Ki、Kd均为标定获得。
6.根据权利要求3所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速的步骤包括：
获取所述电堆(1)的实时输出电流和实时输出电压，根据所述电堆(1)的散热功率的计 算公式，计算所述电堆(1)的实时散热功率
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；
获取所述冷却液的实时入堆温度和实时出堆温度，根据所述冷却液的流量的计算公式 和所述实时散热功率
Figure 103146DEST_PATH_IMAGE015
，计算所需的所述冷却液的流量
Figure 240866DEST_PATH_IMAGE016
；
获取所述散热器(4)的实时进液温度和实时环境温度，计算实时液气温差
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；
计算所述实时液气温差
Figure 404869DEST_PATH_IMAGE017
下的所述电堆(1)的散热功率
Figure 628040DEST_PATH_IMAGE018
；
根据计算出的所述冷却液的流量
Figure DEST_PATH_IMAGE019
和所述电堆(1)的散热功率
Figure 112855DEST_PATH_IMAGE020
，查所述电子风扇 的转速map获取所述电子风扇的启动数量和所述电子风扇的前馈转速。
7.根据权利要求6所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述实时液气温差
Figure 42765DEST_PATH_IMAGE017
下的所述电堆(1)的散热功率
Figure 207030DEST_PATH_IMAGE018
的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 377153DEST_PATH_IMAGE022
为最高环境温度下的设定液气温差。
8.根据权利要求1所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述闭环输出值的计算方法包括：
获取第二设定周期Tˊ内所述散热器(4)的出液温度Tb，所述散热器(4)的出液温度Tb与所述目标入堆温度Tt的差值为E(k)ˊ,则E(k)ˊ= Tb-Tt；
所述闭环输出值为P(k)ˊ，则：
P（k）ˊ= Kpˊ[E（k）ˊ-E（k-1）ˊ]+KiˊE（k）ˊ+Kdˊ[E（k）ˊ-2E（k-1）ˊ+E（k-2）ˊ]，
其中，k表示第k次采集，E（k-1）ˊ为第k次采集的前一个第二设定周期Tˊ内所述散热器(4)的出液温度与所述目标入堆温度Tt的差值，E（k-2）ˊ为第k次采集的前两个设定周期Tˊ内所述散热器(4)的出液温度与所述目标入堆温度Tt的差值，Kpˊ、Kiˊ、Kdˊ为PID计算的系数。
9.根据权利要求8所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，PID计算的系数Kpˊ、Kiˊ、Kdˊ均通过E(k)ˊ和E(k)ˊ的变化率设定模糊规则，通过模糊控制计算出各系数的增量，增量与初值相加则为最终的PID计算的系数值。
10.根据权利要求1所述的燃料电池的热管理控制方法，其特征在于，所述热管理阀(3)的大循环开度和小循环开度之和为所述热管理阀(3)的全开值。
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