燃料电池系统冷启动的控制方法、装置、设备和存储介质与流程

    专利查询2026-08-30  2


    本发明涉及燃料电池,尤其涉及燃料电池系统冷启动的控制方法、装置、设备和存储介质。


    背景技术:

    1、随着燃料电池系统快速向大功率迭代升级,以及整车对更大功率燃料电池有实际应用需求,多模块系统会越来越多,与此同时燃料电池系统怠速功率越来越大。其中,多模块系统指的是燃料电池系统中包括至少两个电堆的燃料电池系统。

    2、但车辆在冬季冷启动时动力电池温度较低,未充分热机的情况下,整车需求功率较小,此时整车既希望燃料电池启动又不希望输出功率太大,以避免影响车辆的正常充电;同时,由于每个模块都需进行冷启动耗时耗能,当整车需求功率变大时,需等待较长时间才能启动燃料电池,引起司机焦虑。


    技术实现思路

    1、本发明提供了燃料电池系统冷启动的控制方法、装置、设备和存储介质,以解决现有技术中燃料电池系统在低温环境下启动慢,进而导致动力电池的充电效率低下的问题。

    2、根据本发明的第一方面,提供了燃料电池系统冷启动的控制方法,该燃料电池系统包括至少两个电堆模块;

    3、该控制方法包括:

    4、实时接收需求功率信号和允许预加热信号;

    5、当接收到允许预加热信号且需求功率信号大于或者等于第一预设功率信号时,输出第一启动信号至第i电堆模块,以启动第i电堆模块的第i电堆;其中,i为正整数;

    6、获取第i电堆模块的冷却液温度;

    7、当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热;其中,其他电堆模块为除第i电堆模块之外的全部电堆模块。

    8、可选的,当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热之前,还包括:

    9、输出第二启动信号至其他电堆模块的加热元件和水泵,以对其他电堆模块的电堆进行预热;

    10、获取其他电堆模块的冷却液温度;

    11、当其他电堆模块的冷却液温度大于或者等于第二预设温度且需求功率信号大于或者等于第i电堆的怠速功率时,输出停止预热信号至其他电堆模块的加热元件和水泵,以对其他电堆模块的电堆停止预热。

    12、可选的,当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热之前,还包括:

    13、输出第二启动信号至其他电堆模块的加热元件和水泵,以对其他电堆模块的电堆进行预热;

    14、获取其他电堆模块的加热元件的工作时长;

    15、当工作时长大于或者等于预设时长时,输出停止预热信号至其他电堆模块的加热元件和水泵,以对其他电堆模块的电堆停止预热。

    16、可选的,当接收到允许预加热信号且需求功率信号大于或者等于第一预设功率信号时,输出第一启动信号至第i电堆模块,以启动第i电堆模块的第i电堆之前,包括:

    17、获取全部电堆模块中电堆的累计工作时间;

    18、根据全部电堆的累计工作时间确定第i电堆模块;其中,第i电堆的累计工作时间为全部电堆的累计工作时间中的最小值。

    19、可选的,当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热之后,还包括:

    20、当需求功率信号大于或者等于第二预设功率信号时,输出第三启动信号至其他电堆模块,以使其他电堆模块中的电堆启动;其中,第二预设功率信号大于第i电堆的最大输出功率。

    21、可选的,当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热之后,还包括:

    22、获取全部电堆模块的换向阀的换向持续时间;

    23、当换向持续时间大于预设持续时间时,输出停止换向信号至全部电堆模块的换向阀,以控制第i电堆模块的冷却液停止流入其他电堆模块中。

    24、可选的,获取第i电堆模块的冷却液温度,包括:

    25、当检测其他电堆模块无故障后,获取第i电堆模块的冷却液温度。

    26、根据本发明的第二方面,提供了燃料电池系统冷启动的控制装置,其用于执行燃料电池系统冷启动的控制方法,控制装置包括:

    27、信号接收模块,用于实时接收需求功率信号和允许预加热信号;

    28、启动模块,用于当接收到允许预加热信号且需求功率信号大于或者等于第一预设功率信号时,输出第一启动信号至第i电堆模块,以启动第i电堆模块的第i电堆;其中,i为正整数;

    29、温度获取模块,用于获取第i电堆模块的冷却液温度;

    30、预热控制模块,用于当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热;其中,其他电堆模块为除第i电堆模块之外的全部电堆模块。

    31、根据本发明的第三方面,提供了计算机设备,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,其处理器执行程序时实现燃料电池系统冷启动的控制方法。

    32、根据本发明的第四方面,提供了计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现燃料电池系统冷启动的控制方法。

    33、本发明的技术方案,根据车辆多模块系统冷启动时整车允许功率低、燃料电池怠速功率大的特点,在需求功率信号满足第一预设功率信号时,启动第i电堆模块,利用一个电堆模块优先启动的热量加热其他模块,既减小了燃料电池系统允许启动的功率限值,又减少了能量损耗;保证了动力电池的充电效率的同时,提高了燃料电池系统中电堆模块冷启动的效率。

    34、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



    技术特征:

    1.燃料电池系统冷启动的控制方法,其特征在于,所述燃料电池系统包括至少两个电堆模块;

    2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,当所述第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部所述电堆模块的换向阀,控制所述第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对所述其他电堆模块中的电堆进行预热之前,还包括:

    3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,当所述第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部所述电堆模块的换向阀,控制所述第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对所述其他电堆模块中的电堆进行预热之前,还包括:

    4.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,当接收到所述允许预加热信号且所述需求功率信号大于或者等于第一预设功率信号时,输出第一启动信号至第i电堆模块,以启动所述第i电堆模块的第i电堆之前,包括:

    5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,当所述第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部所述电堆模块的换向阀,控制所述第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对所述其他电堆模块中的电堆进行预热之后,还包括:

    6.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,当所述第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部所述电堆模块的换向阀,控制所述第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对所述其他电堆模块中的电堆进行预热之后,还包括:

    7.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,获取所述第i电堆模块的冷却液温度,包括:

    8.燃料电池系统冷启动的控制装置,其特征在于,用于执行权利要求1-7中任一项所述的燃料电池系统冷启动的控制方法,所述控制装置包括:

    9.计算机设备,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,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一所述的燃料电池系统冷启动的控制方法。

    10.计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的燃料电池系统冷启动的控制方法。


    技术总结
    本发明公开了燃料电池系统冷启动的控制方法、装置、设备和存储介质。其中,该控制方法包括:实时接收需求功率信号和允许预加热信号;当接收到允许预加热信号且需求功率信号大于或者等于第一预设功率信号时,输出第一启动信号至第i电堆模块,以启动第i电堆模块的第i电堆;当第i电堆模块的冷却液温度大于或者等于第一预设温度时,输出换向信号至全部电堆模块的换向阀,控制第i电堆模块的冷却液流入其他电堆模块中,以对其他电堆模块中的电堆进行预热。本发明的技术方案,减小了燃料电池系统允许启动的功率限值,又减少了能量损耗;保证了动力电池的充电效率的同时,提高了燃料电池系统中电堆模块冷启动的效率。

    技术研发人员:耿境伯,刘旭海,胡晓兵,孟凡松,徐晶晶,周玉晟,米若榛
    受保护的技术使用者:潍柴巴拉德氢能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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