一种燃料电池温度控制方法、装置、电子设备和介质与流程

本发明涉及燃料电池，特别是涉及一种燃料电池温度控制方法、一种燃料电池温度控制装置、一种电子设备以及一种计算机可读介质。

背景技术：

1、在低温下燃料电池催化剂活性会变低，反应速率变慢，导致没法输出相应的功率。高温下燃料电池内部材料容易受损，影响燃料电池使用寿命。提高燃料电池入水温度控制精度，对提高燃料电池的使用效率和延长寿命有很大帮助。

2、现有技术中通常是通过标定基准值查表输出的占空比再加上pid调节的占空比相加得到对应的占空比输出值来直接控制散热器工作。

3、这种控制方式对于环境温度相对较高的地方有比较好的控制效果，但对于一些环境比较寒冷的地方控制上并没优势。缺点：经测试在环境温度比较低的地方容易出现燃料电池入水温度超调和振荡现象，导致出水和入水温差大，不利于燃料电池发动机正常工作，甚至会导致燃料电池故障保护停机。

4、缺点存在的原因主要有两点：

5、1.目前市面上大部分散热器风扇都是存在最低启动转速，在寒冷的环境下，燃料电池散热需求量偏低，加上散热器风扇吹出来的风相对较冷。如果风扇按常温周期t和能驱动风扇转动的最小占空比(η3)来给燃料电池散热，此时温度也会急促下降，此时如果再按常温周期t停机，温度又会快速上升，导致温度来回大幅度波动。

6、2.燃料电池在变载时一般功率瞬间变化较大，但由于车辆散热器水路相对较长，温度还没来的及变化，如果此时瞬间把占空比调节到此功率对应的基础占空比，会导致后面温度先出现较大波动，再回到目标温度。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃料电池温度控制方法和相应的一种燃料电池温度控制装置、一种电子设备以及一种计算机可读介质。

2、本发明实施例公开了一种燃料电池温度控制方法，所述方法包括：

3、确定当前环境温度下燃料电池的散热需求占空比；

4、当所述散热需求占空比小于散热器风扇最小启动占空比时，根据所述散热器需求占空比确定一个周期内所述散热器风扇的工作时长和休息时长；

5、按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度。

6、可选地，以常温下散热器风扇变载周期为一个周期，当所述散热需求占空比小于散热器风扇最小启动占空比时，根据所述散热器需求占空比确定一个周期内所述散热器风扇的工作时长和休息时长的步骤，包括：

7、采用所述散热器需求占空比除以能驱动散热器风扇转动的最小占空比，再乘上所述周期，得到所述散热器风扇以能驱动散热器风扇转动的最小占空比作为输出的工作时长；

8、根据所述周期和工作时长，计算得到所述休息时长。

9、可选地，确定当前环境温度下燃料电池的散热需求占空比的步骤，包括：

10、检测当前环境温度；

11、获取燃料电池当前输出功率和常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表；

12、根据所述当前环境温度、所述当前输出功率和所述常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表，计算当前环境温度下燃料电池的散热基础占空比；

13、根据所述当前环境温度与燃料电池目标温度，通过pi调节器对所述散热基础占空比进行补偿，得到所述散热需求占空比。

14、可选地，根据所述当前环境温度、所述当前输出功率和所述常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表，计算当前环境温度下燃料电池的散热基础占空比的步骤，包括：

15、根据燃料电池当前输出功率查所述常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表，得到常温下燃料电池当前输出功率对应的散热器风扇占空比；

16、采用所述当前环境温度和所述燃料电池当前输出功率对应的散热器风扇占空比进行计算，得到当前环境温度下燃料电池当前输出功率下的散热器风扇基础占空比。

17、可选地，每个功率区间包括至少一个输出功率，所述方法还包括：

18、在按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度之前，判断燃料电池当前输出功率是否属于上一时刻输出功率所属的功率区间；

19、若燃料电池当前输出功率不属于上一时刻输出功率所属的功率区间，则控制所述散热器风扇在保持上一时刻的散热需求占空比对应的工作时长和休息时长输出一个周期后，再按照所述工作时长和所述休息时长输出以控制燃料电池温度；

20、若燃料电池当前输出功率属于上一时刻输出功率所属的功率区间，则按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度。

21、本发明实施例还公开了一种燃料电池温度控制装置，所述装置包括：

22、需求占空比确定模块，用于确定当前环境温度下燃料电池的散热需求占空比；

23、周期细分模块，用于当所述散热需求占空比小于散热器风扇最小启动占空比时，根据所述散热器需求占空比确定一个周期内所述散热器风扇的工作时长和休息时长；

24、输出控制模块，用于按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度。

25、可选地，以常温下散热器风扇变载周期为一个周期，周期细分模块包括：

26、工作时长子计算模块，用于采用所述散热器需求占空比除以能驱动散热器风扇转动的最小占空比，再乘上所述周期，得到所述散热器风扇以能驱动散热器风扇转动的最小占空比作为输出的工作时长；

27、休息时长子计算模块，用于根据所述周期和工作时长，计算得到所述休息时长。

28、可选地，需求占空比确定模块包括：

29、温度检测子模块，用于检测当前环境温度；

30、获取子模块，用于获取燃料电池当前输出功率和常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表；

31、基础占空比计算子模块，用于根据所述当前环境温度、所述当前输出功率和所述常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表，计算当前环境温度下燃料电池的散热基础占空比；

32、补偿子模块，用于根据所述当前环境温度与燃料电池目标温度，通过pi调节器对所述散热基础占空比进行补偿，得到所述散热需求占空比。

33、可选地，基础占空比计算子模块包括：

34、查找单元，用于根据燃料电池当前输出功率查所述常温温度下标定的燃料电池输出功率与散热器风扇占空比对应表，得到常温下燃料电池当前输出功率对应的散热器风扇占空比；

35、基础占空比计算单元，用于采用所述当前环境温度和所述燃料电池当前输出功率对应的散热器风扇占空比进行计算，得到当前环境温度下燃料电池当前输出功率下的散热器风扇基础占空比。

36、可选地，每个功率区间包括至少一个输出功率，所述装置还包括：

37、判断模块，用于在按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度之前，判断燃料电池当前输出功率是否属于上一时刻输出功率所属的功率区间；

38、第一控制模块，用于若燃料电池当前输出功率不属于上一时刻输出功率所属的功率区间，则控制所述散热器风扇在保持上一时刻的散热需求占空比对应的工作时长和休息时长输出一个周期后，再按照所述工作时长和所述休息时长输出以控制燃料电池温度；

39、第二控制模块，用于若燃料电池当前输出功率属于上一时刻输出功率所属的功率区间，则按照所述工作时长和所述休息时长控制所述散热器风扇输出以控制燃料电池温度。

40、本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

41、所述存储器，用于存放计算机程序；

42、所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的燃料电池温度控制方法。

43、本发明实施例还公开了一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的燃料电池温度控制方法。

44、本发明实施例包括以下优点：

45、本发明实施例的燃料电池温度控制方法，通过确定当前环境温度下燃料电池的散热需求占空比，当散热需求占空比小于散热器风扇最小启动占空比时，根据散热器需求占空比确定一个周期内散热器风扇的工作时长和休息时长，按照工作时长和休息时长控制散热器风扇输出以控制燃料电池温度。采用该方法调节的占空比和周期来控制散热器工作，可以让燃料电池在低温环境下入水温度也可以稳定在较小区间内，有效控制低温环境下的温度波动，提高了系统的稳定性。