一种燃料电池系统冷起动加热控制方法及装置与流程

本发明涉及车辆控制机，尤其涉及一种燃料电池系统冷起动加热控制方法及装置。

背景技术：

1、燃料电池系统正越来越多地作为一种动力源被广泛应用。燃料电池系统也被提议用于作为汽车内燃机的替代。质子交换膜燃料电池(pemfc)是解决环境污染和能源问题的重要汽车动力源，具有低噪音、无污染、零排放、高效率及室温可快速起动等优点。然而当环境温度低于0℃时，由于pemfc及燃电系统的其他部件内残存有水，这些残存的水就会变成冰，从而造成电堆的阴阳极流道阻塞和零部件卡滞，影响系统启动。并且，水在结成冰后其体积增大约11％，会对燃料电池的寿命和冷起动特性造成严重的影响。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种燃料电池系统冷起动加热控制方法及装置，在不增加额外辅助设备的情况下，通过控制氢空水三个系统加热方式让燃料电池快速升温，以保证燃料电池系统冷起动成功。

2、依据本发明的第一个方面，提供了一种燃料电池系统冷起动加热控制方法，包括：

3、获取环境温度及冷却液温度；

4、若所述环境温度小于环境温度阈值，且所述冷却液温度小于冷却液温度阈值，则控制第一加热组件以进行加热以及控制第二加热组件以进行加热；其中，所述第一加热组件包括ptc、加热排氮阀、加热排水阀及引射器，所述第二加热组件包括空压机及背压阀；

5、获取单片电压、电堆电流；

6、若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，则控制第一加热组件以维持加热，并调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量。

7、可选的，所述控制第一加热组件以进行加热，包括：

8、若所述冷却液温度小于第一冷却液阈值，则控制所述ptc加热，若所述冷却液温度大于第二冷却液阈值，则控制所述ptc停止加热；

9、若所述加热排氮阀的阀体温度小于第一排氮阀阈值，则控制所述加热排氮阀加热，若所述加热排氮阀的阀体温度大于第二排氮阀阈值，则控制所述加热排氮阀停止加热；

10、若所述加热排水阀的阀体温度小于第一排水阀阈值，则控制所述加热排水阀加热，若所述加热排水阀的阀体温度大于第二阀温度阈值，则控制所述加热排水阀停止加热；

11、若所述引射器的温度小于第一引射器阈值，则控制所述引射器加热，若所述引射器温度大于第二引射器阈值，则控制所述引射器停止加热。

12、可选的，所述控制第二加热组件以进行加热，包括：

13、将所述空压机转速调整至第一目标转速，并将所述背压阀打开至第一开度。

14、可选的，所述调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量，包括：

15、将所述空压机转速降至第二目标转速，并将所述背压阀打开至第二开度，以减少压缩空气流量，其中，所述第二目标转速小于所述第一目标转速，所述第二开度小于所述第一开度。

16、可选的，所述第二目标转速是所述第一目标转速的二分之一。

17、可选的，所述若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，包括：

18、若所述单片电压大于电压阈值，且所述电堆电流大于电流阈值，则所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件。

19、可选的，所述控制第一加热组件以维持加热，包括：

20、若所述冷却液温度小于第二冷却液阈值，则控制所述ptc加热；

21、若所述加热排氮阀的阀体温度小于第二排氮阀阈值，则控制所述加热排氮阀加热；

22、若所述加热排水阀的阀体温度小于第二阀温度阈值，则控制所述加热排水阀加热；

23、若所述引射器温度小于第二引射器阈值，则控制所述引射器加热。

24、依据本发明的第二个方面，提供一种燃料电池系统冷起动加热控制装置，包括：

25、第一获取模块，用于获取环境温度及冷却液温度；

26、加热模块，用于若所述环境温度小于环境温度阈值，且所述冷却液温度小于冷却液温度阈值，则控制第一加热组件以进行加热以及控制第二加热组件以进行加热；其中，所述第一加热组件包括ptc、加热排氮阀、加热排水阀及引射器，所述第二加热组件包括空压机及背压阀；

27、第二获取模块，用于获取单片电压、电堆电流；

28、调整模块，用于若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，则控制第一加热组件以维持加热，并调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量。

29、依据本发明的第三个方面，提供一种控制器，控制器包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行前述的燃料电池系统冷起动加热控制方法。

30、依据本发明的第四个方面，提供一种车辆，车辆包括车体、安装在车体内的控制器，其中，控制器执行前述的燃料电池系统冷起动加热控制方法。

31、本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：

32、本说明书实施例提供的一种燃料电池系统冷起动加热控制方法及装置，通过获取环境温度及冷却液温度；若所述环境温度小于环境温度阈值，且所述冷却液温度小于冷却液温度阈值，则控制第一加热组件以进行加热以及控制第二加热组件以进行加热；其中，所述第一加热组件包括ptc、加热排氮阀、加热排水阀及引射器，所述第二加热组件包括空压机及背压阀；获取单片电压、电堆电流；若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，则控制第一加热组件以维持加热，并调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量。如此，在不增加额外辅助设备的情况下，通过控制氢空水三个子系统中第一加热组件及第二加热组件的加热方式，让燃料电池快速升温，以保证燃料电池系统冷起动成功，并在燃料电池后续运行过程中，通过维持对第一加热组件的加热，避免排水管结冰堵塞。

33、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种燃料电池系统冷起动加热控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制第一加热组件以进行加热，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制第二加热组件以进行加热，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二目标转速是所述第一目标转速的二分之一。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制第一加热组件以维持加热，包括：

8.一种燃料电池系统冷起动加热控制装置，其特征在于，包括：

9.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一所述的燃料电池系统冷起动加热控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车体、安装在所述车体内的控制器，其中，所述控制器执行权利要求1-7中任一所述的燃料电池系统冷起动加热控制方法。

技术总结本发明公开一种燃料电池系统冷起动加热控制方法及装置，通过获取环境温度及冷却液温度；若所述环境温度小于环境温度阈值，且所述冷却液温度小于冷却液温度阈值，则控制第一加热组件以进行加热以及控制第二加热组件以进行加热；其中，所述第一加热组件包括PTC、加热排氮阀、加热排水阀及引射器，所述第二加热组件包括空压机及背压阀；获取单片电压、电堆电流；若所述单片电压及所述电堆电流满足起机条件，则控制第一加热组件以维持加热，并调整所述第二加热组件以减少压缩空气流量。如此，在不增加额外辅助设备的情况下，通过控制氢空水三个子系统中第一加热组件及第二加热组件的加热方式，让燃料电池快速升温，以保证燃料电池系统冷起动成功，并在燃料电池后续运行过程中，通过维持对第一加热组件的加热，避免排水管结冰堵塞。技术研发人员：刘利连,马义,何特立,游美祥,郭文龙受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2