一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法与流程

本发明涉及燃料电池系统，尤其涉及一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法。

背景技术：

1、燃料电池汽车是新能源汽车的一个重要分支，由于其加注速度快、效率高、噪音低、零排放等优点，被认为是未来汽车的最终解决方案之一。

2、电堆的输出性能受到温度的影响较大，通过水热管理控制，电堆温度保证在一定范围内，可以提高燃料电池的工作稳定性和耐久性。目前水温控制的主要方式分为二种：方式一是燃料电池启动加热，通过节温器控制冷却液从小循环至大循环切换，待全部切换至大循环后，通过风扇进行温度闭环控制，此控制方法存在电堆升温慢、风扇启停迟滞导致控制精度差的问题；方式二是燃料电池启动加热，通过节温器实时调节冷却液流量来控制电堆温度，外部冷却液温度受风扇控制，若风扇是基于电堆温度进行闭环控制，会导致节温器控制与风扇控制的耦合，难以有效解耦，所以通常风扇是开环控制，但风扇的开环控制在不同温度下的散热能力有差异，同时风扇频繁启停，导致温度控制不稳定，为此，提出一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中燃料电池多风扇开环控制，在不同温度下的散热能力存在差异，且风扇频繁启停，导致散热能力差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法，所述方法依次包括如下步骤：

3、s1、获取燃料电池在目标功率ptrgt对应的电堆电流ist；

4、s2、根据电堆电流ist获取燃料电池在标定温度t0下的风扇标定参数集m{ist*a1，ist*a2...ist*an}，所述参数{α1，a2...an}是标定参数，所述n为对应散热风扇个数；

5、s3、获取燃料电池散热器吸风口的换热温度tn；

6、s4、将换热温度tst、标定温度t0输入到温度模糊适应模型中；

7、s5、温度模糊适应模型输出温度参数集n{tm*b1，tm*b2...tm*bn}，所述参数{b1，b2...bn}为标定参数，所述tm＝(tst-t0)为换热温度差；

8、s6、将所述风扇标定参数集m{ist*a1，ist*a2...ist*an}、温度参数集n{tm*b1tm*b2...tm*bn}输入到风扇控制模型；

9、s7、风扇控制模型输出风扇转速集sm{s1，s2...sn}，所述风扇转速集由风扇标定参数集m{ist*a1，ist*a2...ist*an}与温度参数集n{tm*b1，tm*b2...tm*bn}线性相加得到，

10、sm{s1，s2...sn}

11、＝{(ist*a1+tm*b1)，(ist*a2+tm*b2)...(ist*an+tm*bn)}。

12、优选的，所述风扇标定参数集m{ist*a1，ist*a2...ist*an}为在标定温度t0下，保证燃料电池在各电流区间稳定运行时，满足电堆温度控制要求进行标定的参数集。

13、优选的，所述换热温度差tst-t0与风扇转速为线性关系，根据模糊控制规则对tst-t0插值，定义若干个模糊区间，模糊区间可根据实际经验调整。

14、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

15、本发明提出的多风扇温度模糊适应控制方法，克服风扇的开环控制在不同温度下的散热能力差异与风扇频繁启停的散热能力差异的问题，提高燃料电池控制温度的稳定性；

16、本发明采用模糊适应逻辑，模糊适应逻辑可根据工程师经验与测试过程随时调整，控制上更加灵活，适应性更强。

技术特征：

1.一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法，其特征在于：所述风扇标定参数集m{ist*a1，ist*a2...ist*an}为在标定温度t0下，保证燃料电池在各电流区间稳定运行时，满足电堆温度控制要求进行标定的参数集。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法，其特征在于：所述换热温度差tst*t0与风扇转速为线性关系，根据模糊控制规则对tst-t0插值，定义若干个模糊区间，模糊区间可根据实际经验调整。

技术总结
本发明提供一种燃料电池的多风扇温度模糊适应控制方法，所述方法为：获取燃料电池在目标功率P<subgt;trgt</subgt;对应的电堆电流I<subgt;st</subgt;；根据电堆电流I<subgt;st</subgt;获取燃料电池在标定温度T<subgt;0</subgt;下的风扇标定参数集M；获取燃料电池散热器出风口的换热温度T<subgt;st</subgt;；将换热温度T<subgt;st</subgt;、标定温度T<subgt;0</subgt;输入到温度模糊适应模型中；温度模糊适应模型输出温度参数集N；将标定参数集M、温度参数集N输入到风扇控制模型；风扇控制模型输出风扇转速集S<subgt;m</subgt;。控制方法包括温度模糊适应模型与风扇控制模型，综合考虑换热温度的实时变化与风扇启停迟滞的影响，温度适应性更强，同时模糊控制区间可根据实际经验调整，控制方法灵活。

技术研发人员：谢佳平,朱维,田昌伟,李鹏,曾群欣
受保护的技术使用者：海卓动力（青岛）能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21