CN117954650A - 燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车,涉及燃料电池***启动控制领域,该燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;第一循环回路和第二循环回路通过冷却液对燃料电池堆进行降温;该燃料电池***的冷启动控制方法在上述燃料电池***中,通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。

Description

燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车
技术领域
本发明涉及燃料电池***启动控制领域,尤其是涉及一种燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车。
背景技术
燃料电池***是燃料电池车辆的核心动力设备,对于燃料电池车辆而言,在对内置的燃料电池***进行启动过程中需要稳定可靠的启动策略。由于燃料电池***在低温冷启动的过程中需要一定的启动温度,当燃料电池车辆处于寒冷环境,难以达到启动温度,因此需要对燃料电池***的循环回路进行加热使其达到启动温度。
综上所述,现有技术中的燃料电池***在冷启动的过程中缺少有效的低温冷启动策略,对于性能不足的燃料电池***只能在低温冷启动的过程中依靠大功率PTC对循环回路进行加热,造成冷启动的时间较长,效率较低。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车,该燃料电池***的冷启动控制方法在上述燃料电池***中,通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。
第一方面,本发明实施方式提供了一种燃料电池***的冷启动控制方法,该燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;第一循环回路和第二循环回路通过冷却液对燃料电池堆进行降温;
其中,第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,加热器的出口通过第一三通阀的主路与第一水泵的进口相连接,第一水泵的出口通过暖风芯体分别与第一三通阀的支路、第二水泵的进口相连接,第二水泵的出口分别与加热器的进口以及燃料电池堆的进口相连接;燃料电池堆的出口与通过第二三通阀的旁路与第二水泵的进口相连接;
第二循环回路包含:散热器、第二三通阀和第二水泵,散热器的出口通过第二三通阀的主路与第二水泵的进口相连接,第二水泵的进口与燃料电池堆的进口相连接,燃料电池堆的出口与散热器的进口相连接;
该燃料电池***的冷启动控制方法包括:
当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;
若冷启动执行指令包含驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第一控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第一水泵的转速达到第一转速、控制第二水泵的转速达到第二转速;
当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环;其中,第二控制策略包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;
当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环;其中,第三控制策略至少包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制散热器的散热风扇的转速达到第三转速;
当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
在一种实施方式中,若冷启动执行指令中不包含燃料电池汽车的驾驶室制热指令,该方法还包括:
利用预设的第四控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第四控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第二水泵的转速达到第二转速。
在一种实施方式中,当接收到驾驶室制热指令时,利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热之前,该方法还包括:
利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化;其中,初始化控制策略至少包括:控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门关闭。
在一种实施方式中,当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,方法还包括:
对冷启动执行指令按照预设格式需求条件进行格式校验;
若冷启动执行指令不满足格式需求条件时,停止燃料电池***的冷启动控制过程,并利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化。
在一种实施方式中,利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热,包括:
在第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启且第一三通阀的旁路的第二阀门关闭时,获取第一循环回路的实时冷却液温度以及加热器的实时功率;
控制第一水泵的转速达到第一转速;其中,第一转速为第一水泵的额定加热功率下的转速;
根据实时冷却液温度与第一温度阈值的温度差值以及加热器的实时功率与额定加热功率的功率差值,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速;其中,在第二转速下,第一循环回路的冷却液加热至第一温度阈值时所需时间最短;
控制第二水泵的转速达到第二转速并控制加热器达到额定加热功率,对第一循环回路的冷却液进行加热。
在一种实施方式中,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速,包括:
利用第一控制策略提高加热器的实时功率;
通过预设的流量功率关系曲线,确定加热器的实时功率对应的第二水泵的冷却液流量值;其中,流量功率关系曲线中,实时功率越高,对应的冷却液流量值越大;
根据第二水泵的冷却液流量值确定第二水泵的第二转速。
在一种实施方式中,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值之前,该方法还包括:
获取燃料电池堆的启动参数;其中,启动参数至少包括:燃料电池堆的启动时间和燃料电池堆在启动过程中的单低次数;
根据燃料电池堆的启动参数,确定第一温度阈值;其中,第一温度阈值下燃料电池堆的启动时间最短,且燃料电池堆在启动过程中单低次数为零。
在一种实施方式中,控制燃料电池堆完成启动后,该方法还包括:
当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第四温度阈值时,利用预设的第五控制策略控制燃料电池***中冷却液的温度;
其中,第五控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭。
第二方面,本发明实施方式还提供一种燃料电池***的冷启动控制***,该燃料电池***应用于燃料电池汽车中;燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;第一循环回路和第二循环回路通过冷却液对燃料电池堆进行降温;
其中,第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,加热器的出口通过第一三通阀的主路与第一水泵的进口相连接,第一水泵的出口通过暖风芯体分别与第一三通阀的支路、第二水泵的进口相连接,第二水泵的出口分别与加热器的进口以及燃料电池堆的进口相连接;燃料电池堆的出口与通过第二三通阀的旁路与第二水泵的进口相连接;
第二循环回路包含:散热器、第二三通阀和第二水泵,散热器的出口通过第二三通阀的主路与第二水泵的进口相连接,第二水泵的进口与燃料电池堆的进口相连接,燃料电池堆的出口与散热器的进口相连接;
该燃料电池***的冷启动控制***包括:
驾驶室制热指令判断模块,用于当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;
第一控制策略控制模块,用于若冷启动执行指令包含驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第一控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第一水泵的转速达到第一转速、控制第二水泵的转速达到第二转速;
第二控制策略控制模块,用于当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环;其中,第二控制策略包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;
第三控制策略控制模块,用于当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环;其中,第三控制策略至少包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制散热器的散热风扇的转速达到第三转速;
燃料电池***启动执行模块,用于当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
第三方面,本发明实施方式还提供一种燃料电池汽车,燃料电池汽车包括:燃料电池***和控制单元;其中,控制单元在控制燃料电池***进行冷启动的过程中,执行第一方面提到的燃料电池***的冷启动控制方法。
第四方面,本发明实施方式还提供一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令,处理器执行计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项的燃料电池***的冷启动控制方法。
第五方面,本发明实施方式还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项的燃料电池***的冷启动控制方法。
本发明实施方式提供的一种燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车,该燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;第一循环回路和第二循环回路通过冷却液对燃料电池堆进行降温;其中,第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,加热器的出口通过第一三通阀的主路与第一水泵的进口相连接,第一水泵的出口通过暖风芯体分别与第一三通阀的支路、第二水泵的进口相连接,第二水泵的出口分别与加热器的进口以及燃料电池堆的进口相连接;燃料电池堆的出口与通过第二三通阀的旁路与第二水泵的进口相连接;第二循环回路包含:散热器、第二三通阀和第二水泵,散热器的出口通过第二三通阀的主路与第二水泵的进口相连接,第二水泵的进口与燃料电池堆的进口相连接,燃料电池堆的出口与散热器的进口相连接。在此基础上,该燃料电池***的冷启动控制方法当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;若冷启动执行指令包含驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;然后当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环;当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环;最后当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第一控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第一水泵的转速达到第一转速、控制第二水泵的转速达到第二转速;第二控制策略包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;第三控制策略至少包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制散热器的散热风扇的转速达到第三转速;第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。可见,该燃料电池***的冷启动控制方法在上述燃料电池***中,通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种燃料电池***的冷启动控制方法中所用的燃料电池***的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的第一种燃料电池***的冷启动控制方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的第二种燃料电池***的冷启动控制方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的第三种燃料电池***的冷启动控制方法的流程图;
图5为本发明实施例提供的第四种燃料电池***的冷启动控制方法的流程图;
图6为本发明实施例提供的燃料电池***的冷启动控制方法中,利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热的流程图;
图7为本发明实施例提供的燃料电池***的冷启动控制方法中,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速的流程图;
图8为本发明实施例提供的燃料电池***的冷启动控制方法中,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值之前的流程图;
图9为本发明实施例提供的燃料电池***的冷启动控制***的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的燃料电池汽车的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图标:
100-第一循环回路;200-第二循环回路;300-燃料电池堆;
910-驾驶室制热指令判断模块;920-第一控制策略控制模块;930-第二控制策略控制模块;940-第三控制策略控制模块;950-燃料电池***启动执行模块;
11-控制单元;12-燃料电池***;
101-处理器;102-存储器;103-总线;104-通信接口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
燃料电池***是燃料电池车辆的核心动力设备,对于燃料电池车辆而言,在对内置的燃料电池***进行启动过程中需要稳定可靠的启动策略。由于燃料电池***在低温冷启动的过程中需要一定的启动温度,当燃料电池车辆处于寒冷环境,难以达到启动温度,因此需要对燃料电池***的循环回路进行加热使其达到启动温度。实际使用场景中,用户在寒冷环境启动时也会普遍使用驾驶室制热功能,使得驾驶室温度提升到舒适温度,而这个过程会消耗燃料电池***的热能,进一步延长冷启动的时间,并降低了执行效率。
综上所述,现有技术中的燃料电池***在冷启动的过程中缺少有效的低温冷启动策略,对于性能不足的燃料电池***只能在低温冷启动的过程中依靠大功率PTC对循环回路进行加热,造成冷启动的时间较长,效率较低。基于此,本发明实施提供了一种燃料电池***的冷启动控制方法、***及燃料电池汽车,该燃料电池***的冷启动控制方法在上述燃料电池***中,通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种燃料电池***的冷启动控制方法进行详细介绍,该燃料电池***如图1所示,设置有燃料电池堆300、以及分别与燃料电池堆300相连接的第一循环回路100和第二循环回路200;第一循环回路100和第二循环回路200通过冷却液对燃料电池堆300进行降温;其中,第一循环回路100包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,加热器的出口通过第一三通阀的主路与第一水泵的进口相连接,第一水泵的出口通过暖风芯体分别与第一三通阀的支路、第二水泵的进口相连接,第二水泵的出口分别与加热器的进口以及燃料电池堆的进口相连接;燃料电池堆的出口与通过第二三通阀的旁路与第二水泵的进口相连接;第二循环回路200包含:散热器、第二三通阀和第二水泵,散热器的出口通过第二三通阀的主路与第二水泵的进口相连接,第二水泵的进口与燃料电池堆的进口相连接,燃料电池堆的出口与散热器的进口相连接。在此基础上,该燃料电池***的冷启动控制方法如图2所示,包括:
步骤S201,当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令。
驾驶室制热指令包含与冷启动执行指令中,而冷启动执行指令包含于车辆启动指令中。在车辆启动时,通过冷启动执行指令进行读取即可判断得到冷启动执行指令是否包含驾驶室制热指令。驾驶室制热指令用于对驾驶舱进行供热,供热过程通过空调暖风来实现。驾驶室制热指令的生成过程可由用户发起,也可通过驾驶室的温度自动生成。具体的说,用户乘坐在燃料电池汽车后启动车辆,然后通过手动开启空调的方式来生成驾驶室制热指令。而自动生成的过程是当用户启动车辆后,车辆检测到驾驶室的温度低于某个温度值,而该温度值下会使得用户体感较冷,因此用户启动车辆后即自动生成驾驶室制热指令,用于通过空调来对驾驶室进行加热。
步骤S202,若冷启动执行指令包含驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第一控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第一水泵的转速达到第一转速、控制第二水泵的转速达到第二转速。
值得一提的是第一循环回路为加热回路,其中包含暖风芯体、加热器均可对管路中的冷却液进行加热。在第一循环回路中有两套加热装置,其中的加热器为主要加热组件,暖风芯体结合第一水泵为次要的加热组件。当燃料电池***有较高的加热需求时,通过第一三通阀来将加热器和暖风芯体进行导通,使得两路加热装置同时发挥作用;当燃料电池***不再有较高的加热需求时,可通过第一三通阀将暖风芯体一路的加热回路断开,只使用加热器来对冷却液进行加热。
在接收到驾驶室制热指令时,表示燃料电池***需要较高的加热需求,此时需要利用第一控制策略来对第一循环回路中的冷却液进行最大程度的加热。这个过程中需要控制加热器达到额定加热功率,并控制第二水泵进行运转使得经过加热器加热后的冷却液进行流动;同时还需要控制第一水泵进行运转,使得经过暖风芯体加热后的冷却液进行流动。此时的第一三通阀的主路畅通,旁路断开,因此第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启,旁路的第二阀门关闭,第一循环回路中的各个设备处于串联的状态,在第一水泵和第二水泵的带动下,冷却液分别通过加热器和暖风芯体实现加热。
步骤S203,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环;其中,第二控制策略包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启。
在第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热后,第一循环回路的冷却液温度持续上升,此时的冷却液只是在第一循环回路中进行循环,并未进入燃料电池堆中。当第一循环回路的冷却液温度持续上升到预设的第一温度阈值时,表明当前温度下的冷却液能够流入至燃料电池堆中进行循环。因此通过第二控制策略来对第一循环回路中的冷却液进行控制,使其进入至燃料电池堆中。
具体的,第二控制策略的作用下,第二三通阀的主路的第五阀门关闭,二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启,此时的第一循环通路的其它设备保持不变,通过第二三通阀将燃料电池堆与第一循环通路进行打通。
步骤S204,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环;其中,第三控制策略至少包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制散热器的散热风扇的转速达到第三转速。
在第二控制策略的作用下,第一循环通路中已初步加热的冷却液流入至燃料电池堆中,但此时的第一循环通路中的加热器和暖风滤芯依旧处于加热状态,因此第一循环通路中的冷却液温度还在持续上升。当冷却液温度达到第二温度阈值时,表示燃料电池***即将完成启动,此时需要将第二循环回路打通,并将冷却液流入至第二循环回路进行循环。
具体的,在第三控制策略的作用下,第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启,第二三通阀的旁路的第四阀门关闭,使得第二循环回路完成打通。同时,散热器的散热风扇的转速达到第三转速,以调节燃料电池堆的入口温度,保证燃料电池堆能够正常启动。
步骤S205,当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
加热器和暖风滤芯的加热作用下使得燃料电池***的冷却液温度上升,散热器的调节作用下使得燃料电池***的冷却液温度下降,通过上述部件的调节使得燃料电池堆入口处的冷却温度值达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆进行启动,从而完成了燃料电池***的冷启动过程。
若冷启动执行指令中不包含燃料电池汽车的驾驶室制热指令,则表示驾驶室无加热需求,此时按照如图3所示的第二种燃料电池***的冷启动控制方法的流程图进行执行,具体的,包括:
步骤S301,当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含燃料电池汽车的驾驶室制热指令。
步骤S302,若冷启动执行指令中不包含燃料电池汽车的驾驶室制热指令,利用预设的第四控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第四控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第二水泵的转速达到第二转速。
第四控制策略的作用下,第一三通阀的主路的第一阀门打开、第三阀门关闭,第一三通阀的旁路的第二阀门打开,将暖风滤芯和第一水泵的加热组件进行了隔离,只有加热器为冷却液进行加热,以满足当前驾驶室无加热需求的使用场景。
步骤S303,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环。
步骤S304,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环。
步骤S305,当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
可见,该方法是在燃料电池汽车冷启动过程中对燃料电池***进行控制,但实际场景中并不能保证燃料电池***中的三通阀处于正常的初始化状态,因此在对第一循环回路的冷却液进行加热之前有必要先对燃料电池***中的三通阀进行初始化。因此如图4所示的第三种燃料电池***的冷启动控制方法可知,该方法包括:
步骤S401,实时获取燃料电池汽车的驾驶室制热指令。
步骤S402,利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化;其中,初始化控制策略至少包括:控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门关闭。
该步骤作为初始化步骤,发生在利用第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热的过程之前。具体的说,在初始化控制策略的作用下,第二三通阀的所有阀门均关闭,使得第二循环回路中的冷却液不参与循环。
步骤S403,当接收到驾驶室制热指令时,利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热。
步骤S404,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环。
步骤S405,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环。
步骤S406,当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动。
由于驾驶室制热指令直接决定了冷启动控制过程的不同策略,而驾驶室制热指令是通过冷启动执行指令获取的,实际场景中冷启动执行指令在极端工况会出现指令生成错误,因此有必要对冷启动执行指令的内容及格式进行校验。具体按照如图5所示的第四种燃料电池***的冷启动控制方法进行执行,具体的,包括:
步骤S501,当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,对冷启动执行指令按照预设格式需求条件进行格式校验;
步骤S502,若冷启动执行指令不满足格式需求条件时,停止燃料电池***的冷启动控制过程,并利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化。
可见,第一循环中的加热过程是该燃料电池***的冷启动控制方法的核心流程,下面对第一循环回路中的冷却液进行加热的过程进行详细描述。如图6所示,在一种实施方式中,利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热,包括:
步骤S601,在第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启且第一三通阀的旁路的第二阀门关闭时,获取第一循环回路的实时冷却液温度以及加热器的实时功率。
在第一控制策略的作用下,首先控制其包含的对第一三通阀的所有阀门进行开闭,并获取第一循环回路的实时冷却液温度以及加热器的实时功率以用于后续步骤中进行使用。
步骤S602,控制第一水泵的转速达到第一转速;其中,第一转速为第一水泵的额定加热功率下的转速。
由于第一水泵对应的暖风芯体的流量主要用于驾驶室的制热,可理解为第一水泵及暖风芯体对应着汽车的空调***的加热能力,因此第一水泵结合暖风芯体的制热能力是固定的,因此控制第一水泵的转速达到额定转速后,其产生的热量用于驾驶室的制热需求。
步骤S603,根据实时冷却液温度与第一温度阈值的温度差值以及加热器的实时功率与额定加热功率的功率差值,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速;其中,在第二转速下,第一循环回路的冷却液加热至第一温度阈值时所需时间最短。
此时的第一循环回路中的冷却液开始流动,加热器按照额定加热功率进行运转,通过实时冷却液温度与第一温度阈值的温度差值以及加热器的实时功率与额定加热功率的功率差值确定第二水泵的转速达到第二转速。具体的说,第二水泵在第二转速下的流量是加热器的最佳加热效率时对应的流量。
步骤S604,控制第二水泵的转速达到第二转速并控制加热器达到额定加热功率,对第一循环回路的冷却液进行加热。
第二转速的获取过程可通过预先标定的对应关系来实现,具体的在一种实施方式中,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速,如图7所示,包括:
步骤S701,利用第一控制策略提高加热器的实时功率。
步骤S702,通过预设的流量功率关系曲线,确定加热器的实时功率对应的第二水泵的冷却液流量值;其中,流量功率关系曲线中,实时功率越高,对应的冷却液流量值越大。
步骤S703,根据第二水泵的冷却液流量值确定第二水泵的第二转速。
流量功率关系曲线的标定过程中,需要结合水泵流量、加热器的功率以及将第一循环回路加热至目标温度所需的时间进行标定,进而通过标定得到流量与功率之间的关系曲线,并可通过水泵流量与水泵转速的关系确定第二水泵对应的第二转速。
类似的,第一温度阈值也需要通过标定来获取,具体的说,在一种实施方式中,当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值之前,如图8所示,该方法还包括:
步骤S801,获取燃料电池堆的启动参数;其中,启动参数至少包括:燃料电池堆的启动时间和燃料电池堆在启动过程中的单低次数;
步骤S802,根据燃料电池堆的启动参数,确定第一温度阈值;其中,第一温度阈值下燃料电池堆的启动时间最短,且燃料电池堆在启动过程中单低次数为零。
由于不同温度下的燃料电池堆具有不同的启动特性,因此第一温度阈值需要保证燃料电池堆的启动时间最短且不会出现单体电池的电压过低的现象,即单低次数为零。一般来说,燃料电池堆的启动时间通常使用自启动时间来衡量,自启动时间是指从下达启动命令到燃料电池堆输出额定功率的时间。
燃料电池堆完成启动后,保持内部各组件的工作状态实现了燃料电池的启动控制过程,但在极端情况下,冷却液也会由于燃料电池***出现的故障导致温度过高,此时需要对加热进行限制。因此在一种实施方式中,控制燃料电池堆完成启动后,该方法还包括:
当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第四温度阈值时,利用预设的第五控制策略控制燃料电池***中冷却液的温度;其中,第五控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭。
第五控制策略的作用下,第一三通阀的主路的第一阀门打开、第三阀门关闭,第一三通阀的旁路的第二阀门打开。可见,第五控制策略与第四控制策略类似,都是减少对第一循环回路和第二循环回路中冷却液的加热过程。
可见,本发明实施例提供的上述燃料电池***的冷启动控制方法,在基于如图1所示的燃料电池***中,可通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。
对于前述实施例提供的燃料电池***的冷启动控制方法,本发明实施例提供了一种燃料电池***的冷启动控制***,该燃料电池***应用于燃料电池汽车中;燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;第一循环回路和第二循环回路通过冷却液对燃料电池堆进行降温;其中,第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,加热器的出口通过第一三通阀的主路与第一水泵的进口相连接,第一水泵的出口通过暖风芯体分别与第一三通阀的支路、第二水泵的进口相连接,第二水泵分别与加热器的进口以及燃料电池堆的进口相连接;燃料电池堆的出口与通过第二三通阀的旁路与第二水泵的进口相连接;第二循环回路包含:散热器、第二三通阀和第二水泵,散热器的出口通过第二三通阀的主路与第二水泵的进口相连接,第二水泵的进口与燃料电池堆的进口相连接,燃料电池堆的出口与散热器的进口相连接;在此基础上,该燃料电池***的冷启动控制***如图9所示,包括:
驾驶室制热指令判断模块910,用于当接收到燃料电池***的冷启动执行指令后,判断冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;
第一控制策略控制模块920,用于若冷启动执行指令包含驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第一控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第一水泵的转速达到第一转速、控制第二水泵的转速达到第二转速;
第二控制策略控制模块930,用于当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第一循环回路中进行循环;其中,第二控制策略包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;
第三控制策略控制模块940,用于当第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制第一循环回路的冷却液经过燃料电池堆后在第二循环回路中进行循环;其中,第三控制策略至少包括:控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制散热器的散热风扇的转速达到第三转速;
燃料电池***启动执行模块950,用于当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制燃料电池堆完成启动;其中,第三温度阈值时为燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
本发明实施例提供的燃料电池***的冷启动控制***,在基于上述燃料电池***中,可通过利用多种控制策略对第一三通阀和第二三通阀的阀门开闭进行控制,充分利用暖风芯体和加热器的制热能力,在燃料电池堆性能参数不变的情况下提高了燃料电池***的循环回路加热效率,从而降低了冷启动的时间,并可同时满足驾驶室和燃料电池堆两个回路的供暖需求。
在一种实施方式中,该燃料电池***的冷启动控制***还包括:第四控制策略控制模块;该第四控制策略控制模块用于:在冷启动执行指令中不包含燃料电池汽车的驾驶室制热指令时,利用预设的第四控制策略对第一循环回路的冷却液进行加热;其中,第四控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭、控制加热器达到额定加热功率、控制第二水泵的转速达到第二转速。
在一种实施方式中,该燃料电池***的冷启动控制***还包括:初始化模块;该初始化模块用于:利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化;其中,初始化控制策略至少包括:控制第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门关闭。
在一种实施方式中,该燃料电池***的冷启动控制***还包括:冷启动执行指令校验模块;该冷启动执行指令校验用于:对冷启动执行指令按照预设格式需求条件进行格式校验;若冷启动执行指令不满足格式需求条件时,停止燃料电池***的冷启动控制过程,并利用预设的初始化控制策略对第二三通阀进行初始化。
在一种实施方式中,第一控制策略控制模块920,还用于:在第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启且第一三通阀的旁路的第二阀门关闭时,获取第一循环回路的实时冷却液温度以及加热器的实时功率;控制第一水泵的转速达到第一转速;其中,第一转速为第一水泵的额定加热功率下的转速;根据实时冷却液温度与第一温度阈值的温度差值以及加热器的实时功率与额定加热功率的功率差值,利用第一控制策略确定第二水泵的第二转速;其中,在第二转速下,第一循环回路的冷却液加热至第一温度阈值时所需时间最短;控制第二水泵的转速达到第二转速并控制加热器达到额定加热功率,对第一循环回路的冷却液进行加热。
在一种实施方式中,第一控制策略控制模块920,还用于:利用第一控制策略提高加热器的实时功率;通过预设的流量功率关系曲线,确定加热器的实时功率对应的第二水泵的冷却液流量值;其中,流量功率关系曲线中,实时功率越高,对应的冷却液流量值越大;根据第二水泵的冷却液流量值确定第二水泵的第二转速。
在一种实施方式中,第二控制策略控制模块930还用于:获取燃料电池堆的启动参数;其中,启动参数至少包括:燃料电池堆的启动时间和燃料电池堆在启动过程中的单低次数;根据燃料电池堆的启动参数,确定第一温度阈值;其中,第一温度阈值下燃料电池堆的启动时间最短,且燃料电池堆在启动过程中单低次数为零。
在一种实施方式中,燃料电池***的冷启动控制***还包括:第五控制策略控制模块,该第五控制策略控制模块在控制燃料电池堆完成启动后用于:当燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第四温度阈值时,利用预设的第五控制策略控制燃料电池***中冷却液的温度;其中,第五控制策略至少包括:控制第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制第一三通阀的主路的第三阀门关闭。
本发明实施例所提供的燃料电池***的冷启动控制***,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供了一种燃料电池汽车,如图10所示,该燃料电池汽车包括:燃料电池***12和控制单元11;其中,控制单元11在控制燃料电池***12进行冷启动的过程中,执行上述实施例中提到的燃料电池***的冷启动控制方法。
本实施例还提供一种电子设备,该电子设备的结构示意图如图11所示,该设备包括处理器101和存储器102;其中,存储器102用于存储一条或多条计算机指令,一条或多条计算机指令被处理器执行,以实现上述燃料电池***的冷启动控制方法。
图11所示的电子设备还包括总线103和通信接口104,处理器101、通信接口104和存储器102通过总线103连接。
其中,存储器102可能包含高速随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。总线103可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图11中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口104用于通过网络接口与至少一个用户终端及其它网络单元连接,将封装好的IPv4报文或IPv4报文通过网络接口发送至用户终端。
处理器101可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102,处理器101读取存储器102中的信息,结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行前述实施例的方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***、设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,所述燃料电池***应用于燃料电池汽车中;所述燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与所述燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;所述第一循环回路和所述第二循环回路通过冷却液对所述燃料电池堆进行降温;
其中,所述第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,所述加热器的出口通过所述第一三通阀的主路与所述第一水泵的进口相连接,所述第一水泵的出口通过所述暖风芯体分别与所述第一三通阀的支路、所述第二水泵的进口相连接,所述第二水泵的出口分别与所述加热器的进口以及所述燃料电池堆的进口相连接;所述燃料电池堆的出口与通过所述第二三通阀的旁路与所述第二水泵的进口相连接;
所述第二循环回路包含:散热器、所述第二三通阀和所述第二水泵,所述散热器的出口通过所述第二三通阀的主路与所述第二水泵的进口相连接,所述第二水泵的进口与所述燃料电池堆的进口相连接,所述燃料电池堆的出口与所述散热器的进口相连接;
所述方法包括:
当接收到所述燃料电池***的冷启动执行指令后,判断所述冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;
取;若所述冷启动执行指令包含所述驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对所述第一循环回路的冷却液进行加热;其中,所述第一控制策略至少包括:控制所述第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制所述第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制所述加热器达到额定加热功率、控制所述第一水泵的转速达到第一转速、控制所述第二水泵的转速达到第二转速;
当所述第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制所述第一循环回路的冷却液经过所述燃料电池堆后在所述第一循环回路中进行循环;其中,所述第二控制策略包括:控制所述第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制所述第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;
当所述第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制所述第一循环回路的冷却液经过所述燃料电池堆后在所述第二循环回路中进行循环;其中,所述第三控制策略至少包括:控制所述第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制所述第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制所述散热器的散热风扇的转速达到第三转速;
当所述燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制所述燃料电池堆完成启动;其中,所述第三温度阈值时为所述燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
2.根据权利要求1所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,若所述冷启动执行指令中不包含所述燃料电池汽车的驾驶室制热指令,所述方法还包括:
利用预设的第四控制策略对所述第一循环回路的冷却液进行加热;其中,所述第四控制策略至少包括:控制所述第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制所述第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制所述第一三通阀的主路的第三阀门关闭、控制所述加热器达到额定加热功率、控制所述第二水泵的转速达到第二转速。
3.根据权利要求1所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,利用预设的第一控制策略对所述第一循环回路的冷却液进行加热之前,所述方法还包括:
利用预设的初始化控制策略对所述第二三通阀进行初始化;其中,所述初始化控制策略至少包括:控制所述第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制所述第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门关闭。
4.根据权利要求3所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,当接收到所述燃料电池***的冷启动执行指令后,所述方法还包括:
对所述冷启动执行指令按照预设格式需求条件进行格式校验;
若所述冷启动执行指令不满足所述格式需求条件时,停止所述燃料电池***的冷启动控制过程,并利用预设的初始化控制策略对所述第二三通阀进行初始化。
5.根据权利要求1所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,利用预设的第一控制策略对所述第一循环回路的冷却液进行加热,包括:
在所述第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启且所述第一三通阀的旁路的第二阀门关闭时,获取所述第一循环回路的实时冷却液温度以及所述加热器的实时功率;
控制所述第一水泵的转速达到所述第一转速;其中,所述第一转速为所述第一水泵的额定加热功率下的转速;
根据所述实时冷却液温度与所述第一温度阈值的温度差值以及所述加热器的所述实时功率与所述额定加热功率的功率差值,利用所述第一控制策略确定所述第二水泵的所述第二转速;其中,在所述第二转速下,所述第一循环回路的冷却液加热至所述第一温度阈值时所需时间最短;
控制所述第二水泵的转速达到所述第二转速并控制所述加热器达到额定加热功率,对所述第一循环回路的冷却液进行加热。
6.根据权利要求5所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,利用所述第一控制策略确定所述第二水泵的所述第二转速,包括:
利用所述第一控制策略提高所述加热器的所述实时功率;
通过预设的流量功率关系曲线,确定所述加热器的所述实时功率对应的所述第二水泵的冷却液流量值;其中,所述流量功率关系曲线中,所述实时功率越高,对应的所述冷却液流量值越大;
根据所述第二水泵的冷却液流量值确定所述第二水泵的所述第二转速。
7.根据权利要求1所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,当所述第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值之前,所述方法还包括:
获取所述燃料电池堆的启动参数;其中,所述启动参数至少包括:燃料电池堆的启动时间和所述燃料电池堆在启动过程中的单低次数;
根据所述燃料电池堆的启动参数,确定所述第一温度阈值;其中,所述第一温度阈值下所述燃料电池堆的启动时间最短,且所述燃料电池堆在启动过程中所述单低次数为零。
8.根据权利要求1所述的燃料电池***的冷启动控制方法,其特征在于,控制所述燃料电池堆完成启动后,所述方法还包括:
当所述燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第四温度阈值时,利用预设的第五控制策略控制所述燃料电池***中所述冷却液的温度;
其中,所述第五控制策略至少包括:控制所述第一三通阀的主路的第一阀门打开、控制所述第一三通阀的旁路的第二阀门打开、控制所述第一三通阀的主路的第三阀门关闭。
9.一种燃料电池***的冷启动控制***,其特征在于,所述燃料电池***应用于燃料电池汽车中;所述燃料电池***设置有燃料电池堆、以及分别与所述燃料电池堆相连接的第一循环回路和第二循环回路;所述第一循环回路和所述第二循环回路通过冷却液对所述燃料电池堆进行降温;
其中,所述第一循环回路包含:第一水泵、第二水泵、暖风芯体、加热器、第一三通阀和第二三通阀,所述加热器的出口通过所述第一三通阀的主路与所述第一水泵的进口相连接,所述第一水泵的出口通过所述暖风芯体分别与所述第一三通阀的支路、所述第二水泵的进口相连接,所述第二水泵的出口分别与所述加热器的进口以及所述燃料电池堆的进口相连接;所述燃料电池堆的出口与通过所述第二三通阀的旁路与所述第二水泵的进口相连接;
所述第二循环回路包含:散热器、所述第二三通阀和所述第二水泵,所述散热器的出口通过所述第二三通阀的主路与所述第二水泵的进口相连接,所述第二水泵的进口与所述燃料电池堆的进口相连接,所述燃料电池堆的出口与所述散热器的进口相连接;
所述***包括:
驾驶室制热指令判断模块,用于当接收到所述燃料电池***的冷启动执行指令后,判断所述冷启动执行指令中是否包含驾驶室制热指令;
第一控制策略控制模块,用于若所述冷启动执行指令包含所述驾驶室制热指令,则利用预设的第一控制策略对所述第一循环回路的冷却液进行加热;其中,所述第一控制策略至少包括:控制所述第一三通阀的主路的第一阀门和第三阀门开启、控制所述第一三通阀的旁路的第二阀门关闭、控制所述加热器达到额定加热功率、控制所述第一水泵的转速达到第一转速、控制所述第二水泵的转速达到第二转速;
第二控制策略控制模块,用于当所述第一循环回路的冷却液温度达到预设的第一温度阈值时,利用预设的第二控制策略控制所述第一循环回路的冷却液经过所述燃料电池堆后在所述第一循环回路中进行循环;其中,所述第二控制策略包括:控制所述第二三通阀的主路的第五阀门关闭、控制所述第二三通阀的旁路的第四阀门和第六阀门开启;
第三控制策略控制模块,用于当所述第一循环回路的冷却液温度达到预设的第二温度阈值时,利用预设的第三控制策略控制所述第一循环回路的冷却液经过所述燃料电池堆后在所述第二循环回路中进行循环;其中,所述第三控制策略至少包括:控制所述第二三通阀的主路的第五阀门和第六阀门开启、控制所述第二三通阀的旁路的第四阀门关闭、控制所述散热器的散热风扇的转速达到第三转速;
燃料电池***启动执行模块,用于当所述燃料电池堆中的冷却液温度达到预设的第三温度阈值时,控制所述燃料电池堆完成启动;其中,所述第三温度阈值时为所述燃料电池堆的启动运行点对应的冷却液温度值。
10.一种燃料电池汽车,其特征在于,所述燃料电池汽车包括:燃料电池***和控制单元;其中,所述控制单元在控制所述燃料电池***进行冷启动的过程中,执行上述权利要求1至8任一项所述的燃料电池***的冷启动控制方法。
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