一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法、装置、设备及介质与流程

本申请涉及燃料电池温度控制，特别是涉及一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，能源与环境问题受到了社会的广泛关注，燃料电池因为其效率高、无污染、能量来源可再生等优点，成为了当下的研究热点。

2、燃料电池系统在电化学反应产生电能的同时还会产生热量，如果在运行过程中不进行合理的温度控制，会导致电堆内部含水状态异常、催化剂活性降低等问题，影响到系统的稳定性和效率，极端情况下可能损害系统组件，缩短系统寿命。因此，如何对燃料电池系统进行快速准确的温度控制是系统集成控制领域的关键性问题。传统的温度控制通常采用pid算法，但该方法环境适应差，难以在不同环境下都达到良好的控制效果。为进一步优化温度控制策略，可基于热力学与传热学原理，构建冷却回路模型，实现更加快速与精准的控制。在基于模型的控制算法中，冷却液流量是一个关键数据，但是限制于成本问题，系统冷却回路很少安装流量计，冷却回路中大小循环各自的冷却液流量难以得到准确的估计，这也限制了该控制方法的应用。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法、装置、设备及介质，可在冷却回路中不安装流量计的条件下，实现冷却回路中大小循环的冷却液流量的准确估计。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，所述循环流量估计方法包括：

4、构建第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线；所述第一关系曲线用于表征冷却回路的进出口压差与冷却回路的总流量之间的关系，所述第二关系曲线用于表征冷却回路中的冷却水泵转速、冷却回路中的三通阀开度与冷却回路的总流量之间的关系，所述第三关系曲线用于表征冷却回路中大循环流通面积、小循环流通面积与三通阀开度的关系；

5、根据所述第一关系曲线和/或所述第二关系曲线对冷却回路的总流量进行估计，获得总流量估计值；

6、根据所述总流量估计值和所述第三关系曲线，计算大循环流量估计值和小循环流量估计值。

7、第二方面，一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计装置，该循环流量估计装置应用上述的循环流量估计方法，所述循环流量估计装置包括：

8、关系曲线获取模块，用于构建第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线；所述第一关系曲线用于表征冷却回路的进出口压差与冷却回路的总流量之间的关系，所述第二关系曲线用于表征冷却回路中的冷却水泵转速、冷却回路中的三通阀开度与冷却回路的总流量之间的关系，所述第三关系曲线用于表征冷却回路中大循环流通面积、小循环流通面积与三通阀开度的关系；

9、总流量估计模块，用于根据所述第一关系曲线和/或所述第二关系曲线对冷却回路的总流量进行估计，获得总流量估计值；

10、大小循环流量估计模块，用于根据所述总流量估计值和所述第三关系曲线，计算大循环流量估计值和小循环流量估计值。

11、第三方面，一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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以实现上述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法。

12、第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法。

13、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

14、本申请提供了一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法、装置、设备及介质。本申请首先构建第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线，然后基于冷却回路的进出口压差对总流量进行预估或基于冷却回路中冷却水泵转速与三通阀开度对总流量进行预估，并进一步的结合三通阀开度对大循环流量和小循环流量进行预估，实现了在不加装流量计的情况下对大小循环流量进行预估。

15、燃料电池系统处于稳态时通过温度对估计得到的总流量估计值、大循环流量估计值和小循环流量估计值进行修正，可以防止因水泵性能、流道流阻变化导致流量估计不准确的现象，提高精度。

技术特征：

1.一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，所述燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，构建第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线，具体包括：

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，根据所述第一关系曲线和/或所述第二关系曲线对冷却回路的总流量进行估计，获得总流量估计值，具体包括：

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，根据所述总流量估计值和所述第三关系曲线，计算大循环流量估计值和小循环流量估计值，具体包括：

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，根据所述总流量估计值和所述第三关系曲线，计算大循环流量估计值和小循环流量估计值，之后还包括：

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，燃料电池系统处于稳态工况的条件是：燃料电池系统在预设工况条件下的持续运行时间不小于预设时间；

7.根据权利要求5所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法，其特征在于，计算冷却回路的总流量的公式为：

8.一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计装置，其特征在于，所述循环流量估计装置应用权利要求1-7任一项所述的循环流量估计方法，所述循环流量估计装置包括：

9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法。

技术总结本申请公开了一种燃料电池系统冷却回路的循环流量估计方法、装置、设备及介质，涉及燃料电池温度控制技术领域。本申请首先构建第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线，然后基于冷却回路的进出口压差对总流量进行预估或基于冷却回路中冷却水泵转速与三通阀开度对总流量进行预估，并进一步的结合三通阀开度对大循环流量和小循环流量进行预估，实现了在不加装流量计的情况下对大小循环流量进行预估。技术研发人员：宋凯航,林维康,马天才受保护的技术使用者：上海澄朴科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2