[發(fā)明專利]一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010941770.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112253437B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊婷婷;郝義國;田杰安;陳帥;汪江;劉新海;楊芳;王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B51/00;H01M8/04029;H01M8/04302;H01M8/0432;H01M8/04858
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發(fā)明涉及一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法，包括以下步驟：S1、燃料電池系統(tǒng)開始工作，所述燃料電池系統(tǒng)中的水泵以最低的工作轉(zhuǎn)速運作；S2、實時監(jiān)測所述燃料電池系統(tǒng)中電堆的出水溫度，若所述出水溫度不超過T1則所述水泵在第一溫度區(qū)間模式下運作，否則所述水泵在第二溫度區(qū)間模式下運作；若接收到關(guān)機命令則結(jié)束流程，否則重復(fù)步驟S2。本專利采用溫度分區(qū)的水泵控制策略，一方面提高冷卻系統(tǒng)響應(yīng)速度，另一方面在低溫時節(jié)約水泵功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水泵控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池在工作溫度較低時，活化電壓較高，導(dǎo)致輸出電壓較低，相同電流下，功率降低。同時在溫度較低時，排氣帶出的水變少，會造成水淹現(xiàn)象。因此在燃料電池溫度較低時，需要限制燃料電池的輸出功率，以降低生成水，避免產(chǎn)生水淹。

在低溫時，不能直接加大負載，是因為燃料電池反應(yīng)速率慢，能夠發(fā)出的電少，突然強制增加負載，燃料電池在無法滿足負載的情況下會依次發(fā)生水電解、碳腐蝕等副反應(yīng)。

在燃料電池工作時需要電堆內(nèi)部溫度均勻，以保證電池堆內(nèi)部反應(yīng)均勻的進行，這樣對降低燃料電池內(nèi)部腐蝕提高燃料電池壽命有較大的好處。一般要求燃料電池系統(tǒng)進出口冷卻液溫差小于等于10℃，某些電池堆系統(tǒng)甚至要求≤5℃。

為了提高燃料電池系統(tǒng)低溫時升溫速率，一般采用輔助PTC加熱方法。在高溫時為了降低系統(tǒng)溫差，一般采用以進出口溫度差值來控制水泵轉(zhuǎn)速的方法。比如當(dāng)進出口溫差較大時，水泵轉(zhuǎn)速較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法和系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法很好的保持電堆內(nèi)部溫度均勻的技術(shù)問題。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題，提供了一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法和系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1、燃料電池系統(tǒng)開始工作，所述燃料電池系統(tǒng)中的水泵以最低的工作轉(zhuǎn)速運作；

S2、實時監(jiān)測所述燃料電池系統(tǒng)中電堆的出水溫度，若所述出水溫度不超過T1則所述水泵在第一溫度區(qū)間模式下運作，否則所述水泵在第二溫度區(qū)間模式下運作；若接收到關(guān)機命令則結(jié)束流程，否則重復(fù)步驟S2。

進一步的，本發(fā)明的一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法，步驟S2中所述水泵的轉(zhuǎn)速不低于所述最低的工作轉(zhuǎn)速。

進一步的，本發(fā)明的一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法，步驟S2中所述燃料電池系統(tǒng)的最高允許溫度為Tmax，若所述出水溫度超過所述Tmax則采取以下應(yīng)對步驟：

S21、若所述出水溫度超過所述Tmax在預(yù)警溫度T2以內(nèi)則進入步驟S22，否則進入步驟S23；

S22、將所述燃料電池系統(tǒng)的輸出功率降低至一半，若降低所述輸出功率一段時間后所述出水溫度仍然未下降，則關(guān)停所述燃料電池系統(tǒng)；若所述出水溫度下降到所述Tmax以下，則放開對所述輸出功率的限制；

S23、關(guān)停所述燃料電池系統(tǒng)。

進一步的，本發(fā)明的一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法，步驟S2中所述第一溫度區(qū)間模式具體為：

所述水泵的轉(zhuǎn)速與所述出水溫度為線性正相關(guān)的關(guān)系，當(dāng)所述出水溫度為T1時所述水泵的轉(zhuǎn)速為所述水泵全速運轉(zhuǎn)時的n％，所述n為非零預(yù)設(shè)值。

進一步的，本發(fā)明的一種氫能汽車燃料電池系統(tǒng)水泵轉(zhuǎn)速控制方法，步驟S2中所述第一溫度區(qū)間模式具體為：

所述水泵的轉(zhuǎn)速與所述出水溫度為階梯上升的關(guān)系，當(dāng)所述出水溫度為T1時所述水泵的轉(zhuǎn)速為所述水泵全速運轉(zhuǎn)時的n％，所述n為非零預(yù)設(shè)值。