[發(fā)明專利]一種燃料電池汽車控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810272894.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN108407649A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建祥;華從波;朱增懷;吳義磊;高蒙蒙;初洪超;董宏興;王哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B60L11/18
• 分類號(hào): B60L11/18;B60K11/04;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/63
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 周放;江懷勤

本發(fā)明公開了一種燃料電池汽車控制系統(tǒng)及其控制方法，對(duì)燃料電池散熱系統(tǒng)和電機(jī)散熱系統(tǒng)分別根據(jù)不同水溫，控制散熱器和水泵工作，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)散熱，提高散熱系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了燃料電池及電機(jī)的冷卻溫度的精確控制，使各自都處于最佳水溫的工作狀態(tài)下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種燃料電池汽車控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

燃料電池汽車是一種用氫氣作為新能源的新技術(shù)汽車，具有節(jié)能、零排放、無污染、效率高、噪聲低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的熱效率一般為35％～42％，而傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率在30％以下，在產(chǎn)生相同功率的情況下，燃料電池汽車比一般的汽車節(jié)能25％左右，可見是十分環(huán)保與節(jié)能的。盡管燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但其散熱問題卻是一個(gè)難題。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱，15％是通過發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體散出，40％通過排氣管以尾氣形式排放，只有8％的熱量通過散熱器散出。燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)熱負(fù)荷大，極限工況約有50％-60％的發(fā)熱量需要散走，而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)約有20％的熱量需要給冷卻系統(tǒng)帶走，散熱需求遠(yuǎn)大于內(nèi)燃機(jī)。隨著燃料電池功率的不斷提升，散熱問題將會(huì)更加突出。所以單散熱系統(tǒng)及單控制策略已經(jīng)不能滿足燃料電池汽車的高散熱量需求，為此設(shè)計(jì)燃料電池及電機(jī)的雙散熱系統(tǒng)及綜合控制策略以滿足散熱量需求。

現(xiàn)有單散熱系統(tǒng)是由燃料電池冷卻系統(tǒng)、電機(jī)冷卻系統(tǒng)和整車散熱系統(tǒng)組成。整車散熱系統(tǒng)由燃料電池的散熱器、電機(jī)散熱器和風(fēng)扇構(gòu)成，兩套冷卻系統(tǒng)共用風(fēng)扇，布置在車頭位置?，F(xiàn)有技術(shù)把電機(jī)、燃料電池進(jìn)行串聯(lián)冷卻，造成系統(tǒng)總散熱量過高，其中有一個(gè)溫度報(bào)警都會(huì)造成水泵及風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)，耗能較大。此種設(shè)計(jì)對(duì)于零部件的可靠性要求較高，一旦出現(xiàn)問題整個(gè)散熱系統(tǒng)就完全失效?？刂撇呗暂斎腠?xiàng)較多，單一系統(tǒng)控制復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池汽車控制系統(tǒng)及其控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的技術(shù)問題，提高散熱系統(tǒng)的可靠性，可更精確地控制系統(tǒng)的冷卻溫度。

本發(fā)明提供了一種燃料電池汽車控制系統(tǒng)，其中，包括：燃料電池散熱系統(tǒng)和電機(jī)散熱系統(tǒng)；所述燃料電池散熱系統(tǒng)包括：第一水泵、燃料電池、第一散熱器、電池控制器和第一溫度傳感器；所述第一水泵、燃料電池和第一散熱器通過管路相連通，形成主路循環(huán)；第一溫度傳感器用于獲取所述燃料電池的第一水溫；所述電池控制器用于根據(jù)所述第一水溫控制所述第一水泵的轉(zhuǎn)速和所述第一散熱器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；所述電機(jī)散熱系統(tǒng)包括：第二水泵、電機(jī)、電機(jī)控制器、第二散熱器、整車控制器、元器件組、硬件溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第二水泵、電機(jī)、電機(jī)控制器、元器件組和所述第二散熱器通過管路相連通；所述硬件溫度傳感器用于獲取所述元器件組的硬件溫度，所述電池控制器還用于通過CAN總線將所述硬件溫度傳輸至所述整車控制器；第二溫度傳感器用于獲取所述電機(jī)散熱系統(tǒng)的第二水溫；所述硬件溫度傳感器用于分別獲取所述電機(jī)和所述電機(jī)控制器的電機(jī)溫度和電機(jī)控制器溫度；所述整車控制器用于根據(jù)所獲得的所述硬件溫度、電機(jī)溫度、電機(jī)控制器溫度和所述第二水溫，控制所述第二水泵的轉(zhuǎn)速和所述第二散熱器的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，所述元器件組包括：電壓變換器、空氣壓縮機(jī)和空氣壓縮機(jī)控制器；所述硬件溫度傳感器包括：用于獲取所述電壓變換器溫度的電壓變換器溫度傳感器、用于獲取空氣壓縮機(jī)溫度的空氣壓縮機(jī)溫度傳感器、和用于獲取空氣壓縮機(jī)控制器溫度的空氣壓縮機(jī)控制器溫度傳感器。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制器包括：絕緣柵雙極型晶體管，所述硬件溫度傳感器還包括用于獲取所述絕緣柵雙極型晶體管溫度的晶體管溫度傳感器，所獲取的所述絕緣柵雙極型晶體管溫度為所述電機(jī)控制器溫度。

優(yōu)選地，所述空氣壓縮機(jī)和空氣壓縮機(jī)控制器并聯(lián)后的回路與所述電機(jī)控制器和所述電壓變換器并聯(lián)后的回路相串接。

優(yōu)選地，所述燃料電池散熱系統(tǒng)還包括：膨脹水壺和去離子器，所述膨脹水壺與所述去離子器通過管路連接形成支路循環(huán)，所述支路循環(huán)與所述主路循環(huán)并聯(lián)。