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CN113363528A - 一种燃料电池热管理系统及其控制方法 - Google Patents

一种燃料电池热管理系统及其控制方法 Download PDF

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CN113363528A
CN113363528A CN202010143467.7A CN202010143467A CN113363528A CN 113363528 A CN113363528 A CN 113363528A CN 202010143467 A CN202010143467 A CN 202010143467A CN 113363528 A CN113363528 A CN 113363528A
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heat dissipation
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fuel cell
temperature
radiator
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柴结实
蒋尚峰
张龙海
余阳阳
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Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
Original Assignee
Zhengzhou Yutong Bus Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种燃料电池热管理系统及其控制方法，属于燃料电池技术领域。其中控制方法为，获取流经第n个散热通道的冷却液的温度；若温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道投入/退出使用。本发明根据系统整体的散热需求，通过依次控制散热器中的阀打开/关闭而依次控制散热通道的投入/退出，进而实现逐级增大或减少散热器的使用数量，减少了三通阀调节的次数，延长三通阀的使用寿命。并且，每个散热器的散热功率还可以采用从小到大或者从大到小的无级调节，进一步提高温度调节的精准度。

Description

一种燃料电池热管理系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池热管理系统及其控制方法，属于燃料电池技术领域。
背景技术
燃料电池是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转为电能、热能和其他反应产物的发电装置，燃料电池中的电堆由多片单电池(膜电极)叠加而成。燃料电池发电功率越大，发热功率也越大，为正比关系。随着车辆对功率需求增加，燃料电池的发电功率需求也逐渐增加，因此燃料电池的散热管理成为燃料电池的重要部分。
现有的燃料电池热管理系统又叫散热系统或冷却系统，如图1所示，核心部件包括水泵4、节温器/三通阀3(也即电控三通阀)、散热器(含散热风扇)等，热管理系统的目的是维持燃料电池电堆5出口水温和入口水温满足电堆需求，也即T1温度传感器1和T2温度传感器2所处的位置的水温(即冷却液的温度)维持在一个范围内，维持水温的主要手段包括小循环和大循环。对于大功率燃料电池来讲，所需散热器较大，需要多组散热器，为第二散热器6和第一散热器8，第二散热器6和第一散热器8之间一般为并联，燃料电池冷却系统小循环为，燃料电池冷却液从燃料电池电堆5出来后流经水泵4和三通阀3直接返回电堆，不流经第二散热器6和第一散热器8，能够让燃料电池在起动初期快速升温。燃料电池冷却系统大循环为，燃料电池冷却液从燃料电池电堆5出来后流经水泵4、第二散热器6、第一散热器8和三通阀3返回电堆，大循环能够通过控制三通阀3的开度或者散热器中散热风扇的风速调节循环管路中冷却液的散热量，进而控制燃料电池电堆5入水口处冷却液的温度，为燃料电池电堆5降温。
具体的，现有的燃料电池热管理系统中大循环散热管理的控制逻辑如图2所示：三通阀3的开度小于设定开度上限值时，散热风扇不开启，通过调节三通阀3开度的大小控制燃料电池电堆5的出水口处冷却液的温度或者入水口处冷却液的温度；三通阀3的开度大于等于设定开度上限值a时，所有散热风扇全部开启，并通过控制散热风扇的转速控制燃料电池电堆5的出水口处冷却液的温度或者入水口处冷却液的温度。
然而，在冬季环境温度很低，所有散热风扇不工作时，散热器散热量也非常大，为了维持燃料电池电堆5的出水口处冷却液的温度和入水口处冷却液的温度，三通阀需要频繁的工作，不断的调节大、小循环的流量，如此控制，不仅会降低三通阀的使用寿命，而且控制精度也很低。
发明内容
本申请的目的在于提供燃料电池热管理系统及其控制方法，用以解决现有热管理系统中三通阀使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明提出了第一种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案，按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度；
(2)若所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
本发明的第一种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案的有益效果是：该方法是以控制阀的通断来控制与散热通道以及对应连接的散热器按顺序投入/退出工作，从而替代或接替系统中三通阀的开度调节，改变整个系统的散热功率。如此以来，假如三通阀达到设定开度上限后，通过检测上一个开启的散热通道中冷却液的温度，就可以判断出目前系统的散热功率是不足还是过大，如果温度持续高于目标值，则表明现在的冷却液流量无法满足系统的散热需求，需要增加散热通道以及对应连接的散热器，因此将下一个散热通道的阀打开，在下一个散热通道的阀打开之后，如果上一个散热通道的温度持续低于目标值，则表明冷却液流量过大，关闭下一个散热通道的阀。本发明根据系统整体的散热需求，通过依次控制散热通道中的阀打开/关闭而依次控制散热通道以及对应连接的散热器的投入/退出，进而控制冷却液的流量以及投入/退出工作的散热器的数量，这样就不需要如现有技术那样仅通过频繁的调节三通阀来改变散热功率，即原来三通阀的调节工作量被分散到若干的阀，从而减少了三通阀调节的次数，延长三通阀的使用寿命。
进一步的，为了更加迅速和准确的调节温度，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
进一步的，由于n＝1时，只有一个散热通道开启，大循环中管道中的冷却液即为流经第1个散热通道的冷却液，因此为了控制的灵活性，对于n＝1的散热通道，所述温度为第1个散热通道出水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
另外，本发明还提出了第二种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案，按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度，以及获取第n个散热通道对应连接的散热器的散热功率；所述散热器的散热功率在最小散热功率与最大散热功率之间根据所述温度与目标值的差值进行PID调节；
(2)若所述散热功率增大/减少到最大/最小散热功率，且所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
本发明的第二种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案的有益效果是：该方法是以控制阀的通断来控制与散热通道以及对应连接的散热器按顺序投入/退出工作，从而替代或接替系统中三通阀的开度调节，改变整个系统的散热功率，并且每个散热器的散热功率采用从小到大或者从大到小的无级调节，提高温度调节的精准度。如此以来，假如三通阀达到设定开度上限后，通过检测上一个开启的散热通道中冷却液的温度，以及上一个散热器的散热能力，就可以判断出目前系统的散热功率是不足还是过大，如果散热器的散热功率增大到最大散热功率，已经满负荷运转后(即散热能力达到极限)，温度还是持续高于目标值，则表明现在散热器的散热能力以及冷却液流量无法满足系统的散热需求，需要增加散热通道以及对应连接的散热器，因此将下一个散热通道的阀打开，在下一个散热通道的阀打开之后，如果上一个散热通道的散热器的散热功率减少到最小散热功率后，温度还是持续低于目标值，则表明现在整体散热能力过大以及冷却液流量过大，关闭下一个散热通道的阀。本发明根据系统整体的散热需求，通过依次控制散热通道中的阀打开/关闭而依次控制散热通道以及对应连接的散热器的投入/退出，进而控制冷却液的流量以及投入/退出工作的散热器的数量，这样就不需要如现有技术那样仅通过频繁的调节三通阀来改变散热功率，即原来三通阀的调节工作量被分散到若干的阀，从而减少了三通阀调节的次数，延长三通阀的使用寿命。而且为了避免散热器散热功率的浪费，散热功率是可调节的，在上一个散热器的散热能力达到最大后还是无法满足散热需求才开启下一个散热通道；为了减少阀的打开/关闭次数，在上一个散热通道的散热器的散热功率减少到最小散热功率后，温度还是持续低于目标值，才关闭下一个散热通道的阀；同时通过调节散热器的散热功率调节流经散热通道中冷却液的温度，提高了温度控制的准确性。
进一步的，为了提高温度控制的精准性，所述散热器包括散热风扇，通过增大/减少散热器中散热风扇的转速增大/减少散热功率。
进一步的，为了更加迅速和准确的调节温度，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
进一步的，由于n＝1时，只有一个散热通道开启，大循环中管道中的冷却液即为流经第1个散热通道的冷却液，因此为了控制的灵活性，对于n＝1的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
另外，本发明还提出了第一种燃料电池热管理系统的技术方案，包括冷却循环管路、用于控制冷却循环管路中冷却液流量的三通阀、以及并联的若干散热器，每个散热器都连接对应的散热通道，若干散热器连接的散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，还包括：
温度传感器，用于检测流经各散热通道的冷却液的温度；
阀，设置于散热通道中，用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开；
控制器，控制器的输入端连接温度传感器，控制器的输出端连接阀，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时执行第一种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案。
本发明的第一种燃料电池热管理系统的技术方案的有益效果是：该系统在现有技术的基础上，增加了与各散热器对应连接的散热通道、检测流经各散热通道的冷却液温度的温度传感器和控制散热通道与燃料电池的连通和断开的阀，通过所检测的温度的大小以及相应的控制逻辑，实现了以控制阀的通断来控制与散热通道以及对应连接的散热器按顺序投入/退出工作，从而替代或接替系统中三通阀的开度调节，改变整个系统的散热功率。如此以来，假如三通阀达到设定开度上限后，通过检测上一个开启的散热通道中冷却液的温度，就可以判断出目前系统的散热功率是不足还是过大，如果温度持续高于目标值，则表明现在的冷却液流量无法满足系统的散热需求，需要增加散热通道以及对应连接的散热器，因此将下一个散热通道的阀打开，在下一个散热通道的阀打开之后，如果上一个散热通道的温度持续低于目标值，则表明冷却液流量过大，关闭下一个散热通道的阀。本发明根据系统整体的散热需求，通过依次控制散热通道中的阀打开/关闭而依次控制散热通道以及对应连接的散热器的投入/退出，进而控制冷却液的流量以及投入/退出工作的散热器的数量，这样就不需要如现有技术那样仅通过频繁的调节三通阀来改变散热功率，即原来三通阀的调节工作量被分散到若干的阀，从而减少了三通阀调节的次数，延长三通阀的使用寿命。
进一步的，为了更加迅速和准确的调节温度，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
进一步的，由于n＝1时，只有一个散热通道开启，大循环中管道中的冷却液即为流经第1个散热通道的冷却液，因此为了控制的灵活性，对于n＝1的散热通道，所述温度为第1个散热通道出水口处的冷却液的温度、或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
另外，本发明还提出了第二种燃料电池热管理系统的技术方案，包括冷却循环管路、用于控制冷却循环管路中冷却液流量的三通阀、以及并联的若干散热器，每个散热器都连接对应的散热通道，若干散热器连接的散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，还包括：
检测装置，用于检测各散热器的散热功率；
温度传感器，用于检测流经各散热通道的冷却液的温度；
阀，设置于散热通道中，用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开；
控制器，控制器的输入端连接温度传感器、检测装置，控制器的输出端控制连接阀、散热器，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时执行第二种燃料电池热管理系统的控制方法的技术方案。
本发明的第二种燃料电池热管理系统的技术方案的有益效果是：该系统在现有技术的基础上，增加了与各散热器对应连接的散热通道、检测流经各散热通道的冷却液温度的温度传感器、检测散热器散热功率的检测装置和控制散热通道与燃料电池的连通和断开的阀，通过所检测的温度的大小、散热功率的大小以及相应的控制逻辑，实现了以控制阀的通断来控制与散热通道以及对应连接的散热器按顺序投入/退出工作，从而替代或接替系统中三通阀的开度调节，改变整个系统的散热功率，并且每个散热器的散热功率采用从小到大或者从大到小的无级调节，提高温度调节的精准度。如此以来，假如三通阀达到设定开度上限后，通过检测上一个开启的散热通道中冷却液的温度，以及上一个散热器的散热能力，就可以判断出目前系统的散热功率是不足还是过大，如果散热器的散热功率增大到最大散热功率，已经满负荷运转后(即散热能力达到极限)，温度还是持续高于目标值，则表明现在散热器的散热能力以及冷却液流量无法满足系统的散热需求，需要增加散热通道以及对应连接的散热器，因此将下一个散热通道的阀打开，在下一个散热通道的阀打开之后，如果上一个散热通道的散热器的散热功率减少到最小散热功率后，温度还是持续低于目标值，则表明现在整体散热能力过大以及冷却液流量过大，关闭下一个散热通道的阀。本发明根据系统整体的散热需求，通过依次控制散热通道中的阀打开/关闭而依次控制散热通道以及对应连接的散热器的投入/退出，进而控制冷却液的流量以及投入/退出工作的散热器的数量，这样就不需要如现有技术那样仅通过频繁的调节三通阀来改变散热功率，即原来三通阀的调节工作量被分散到若干的阀，从而减少了三通阀调节的次数，延长三通阀的使用寿命。而且为了避免散热器散热功率的浪费，散热功率是可调节的，在上一个散热器的散热能力达到最大后还是无法满足散热需求才开启下一个散热通道；为了减少阀的打开/关闭次数，在上一个散热通道的散热器的散热功率减少到最小散热功率后，温度还是持续低于目标值，才关闭下一个散热通道的阀；同时通过调节散热器的散热功率调节流经散热通道中冷却液的温度，提高了温度控制的准确性。
进一步的，为了提高温度控制的精准性，所述散热器包括散热风扇，所述检测装置为转速传感器，用于检测散热风扇电机的转速，若所述温度高于/低于所述目标值，通过增大/减少散热器中散热风扇的转速增大/减少散热功率。
进一步的，为了更加迅速和准确的调节温度，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
进一步的，由于n＝1时，只有一个散热通道开启，大循环中管道中的冷却液即为流经第1个散热通道的冷却液，因此为了控制的灵活性，对于n＝1的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度、或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
附图说明
图1是现有技术燃料电池热管理系统的结构图；
图2是现有技术燃料电池热管理系统的控制流程图；
图3是本发明燃料电池热管理系统的结构图；
图4是本发明燃料电池热管理系统实施例1的控制方法流程图；
图中：1为T1温度传感器、2为T2温度传感器、3为三通阀、4为水泵、5为燃料电池电堆、6为第二散热器、8为第一散热器、7为散热风扇控制器、9为T4温度传感器、10为T3温度传感器、11为第二截止阀。
具体实施方式
燃料电池热管理系统实施例1：
本实施例提出的燃料电池热管理系统，如图3所示，包括由燃料电池电堆5、水泵4以及三通阀3构成的小循环加热回路；并且通过T1温度传感器1和T2温度传感器2实现温度监控；其小循环的工作过程与现有技术相同，并不是本发明的改进点，这里不做过多赘述。
该系统还包括由燃料电池电堆5、水泵4、冷却循环管路、并联的第二散热器6和第一散热器8(散热器包括散热风扇，散热风扇的转速通过散热风扇控制器7控制)、三通阀3构成的大循环冷却回路，这些硬件的连接关系与现有技术相同；大循环冷却回路与现有技术的区别在于，每个散热器都连接有对应的散热通道，第二散热器6连接的散热通道中设置第二截止阀11(简称阀)、T3温度传感器10、T4温度传感器9、转速传感器，以及相应主控制器中的控制逻辑。
具体连接关系及作用如下：
第1个散热通道与第一散热器8连接，第2个散热通道与第二散热器6连接，在第2个散热通道中设置第二截止阀11，并且在第1个散热通道的出水口处设置T3温度传感器10，在第2个散热通道的出水口处设置T4温度传感器9；
各散热通道用于向燃料电池电堆5提供冷却液；转速传感器用于检测各散热风扇电机的转速；T3温度传感器10用于检测流经第1个散热通道的冷却液的温度；T4温度传感器9用于检测流经第2个散热通道的冷却液的温度；第二截止阀11用于控制第2个散热通道与燃料电池的连通和断开；主控制器的输入端连接T3温度传感器10、T4温度传感器9以及转速传感器，主控制器的输出端控制连接第二截止阀11，主控制器中通过接收的温度信息和散热功率信息判断对第二截止阀11的控制，散热风扇控制器7的输入端连接T3温度传感器10、T4温度传感器9，散热风扇控制器7的输出端连接散热风扇的电机，散热风扇控制器7根据温度信息还可以控制散热风扇的转速。
具体的，该系统的工作过程如图4所示：
燃料电池系统系统后，若燃料电池正常无故障，则燃料电池处于运行状态；
燃料电池运行时，确定第二截止阀11处于关闭状态；三通阀3能够调节两个开度，分别为大循环开度和小循环开度，从而控制燃料电池电堆5出口处流出的冷却液进入大循环、小循环的配比。初始状态，三通阀3调节小循环100％，三通阀3调节大循环为0％。
通过三通阀3调节小循环开度逐渐减少，大循环的开度逐渐增大，大小循环混合运行，第1个散热通道和第一散热器8投入使用若三通阀3的大循环开度小于设定开度上限(这里设定为100％)，则第一散热器8的散热风扇不开启，通过调节三通阀3的开度调节T1(燃料电池电堆5入水口处冷却液的温度)或T2(燃料电池电堆5出水口处冷却液的温度)；
若三通阀3的大循环开度大于等于设定开度上限100％，则第一散热器8的散热风扇开启工作，第一散热器8的散热风扇的转速根据T3温度传感器10所检测的温度T3的实际温度和目标值进行PID调节；
若第一散热器8的散热风扇的转速达到最大，也即100％，T3的实际温度在持续设定时间之后高于目标值，则控制第2个散热通道中的第二截止阀11打开，将第2个散热通道和第二散热器6投入使用；
第二散热器6的工作过程与第一散热器8基本相同，第二散热器6的散热风扇的转速根据T4温度传感器9所检测的温度T4的实际温度和目标值进行PID调节；
若第二散热器6的散热风扇的转速达到最大，T4的实际温度在持续设定时间之后高于目标值，则进行高温预警；
当然，对应的，若在第2个散热通道和第二散热器6投入使用后，第一散热器8的散热风扇的转速降到最小后，T3的实际温度在持续设定时间之后低于目标值，则控制第2个散热通道中的第二截止阀11关闭，将第2个散热通道和第二散热器6退出使用。
上述实施例中的散热通道的主要作用在于，在不改变散热器结构的情况下，还想通过第二截止阀11来控制第二散热器6与燃料电池电堆5的连接，因此第二散热器6连接第2个散热通道，相当于向第二散热器6外部延长散热通道，将第二截止阀11设置在容易控制的位置，散热通道的材质可以是散热材料，也可以是非散热材质，只要可以将第二散热器6冷却的冷却液传输至燃料电池电堆5即可。当然在其他实施例中，在不考虑工序繁琐的情况下，截止阀设置在散热器内部的散热通道中也是可以的，该情况下的散热通道连接在散热器内部。
上述实施例中，系统中包括两个并联的散热器，第1个散热通道的意义为第1个投入使用的散热通道，第2个散热通道的意义为第2个投入使用的散热通道，那么对于并联的三个散热器的系统，在第2个散热通道和与其对应连接的第二散热器6无法满足散热需求的情况下，继续开启第3个散热通道，同理，第3个散热通道的意义为第3个投入使用的散热通道，以此类推，对于n+1个并联的散热器的系统中，第n个散热通道和与其对应连接的散热器无法满足散热需求时，将第n+1个散热通道中的截止阀打开，让第n+1个散热通道和与其对应连接的散热器投入使用，同理，第n个散热通道的意义为第n个投入使用的散热通道。对应的，散热通道的退出顺序为最后一个投入的散热通道首先退出，按照投入的顺序的逆顺序进行退出。
可以看出若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器按照设定的顺序投入/退出，具体为将散热通道按照散热器进行编号，这样可以避免控制出现紊乱，使得散热器有序、可靠的工作，而且如果散热器出现故障也可以及时找出其位置。
本实施例中，用于检测流经第1个散热通道的冷却液的温度的温度传感器是T3温度传感器10，用于检测流经第2个散热通道的冷却液的温度的温度传感器是T4温度传感器9，位置如图3所示，均设置在对应散热通道的出水口的位置，这样可以更加迅速和准确的调节冷却液的温度。从图中可以看出，当第1个散热通道投入时，流经第1个散热通道的冷却液即流经在整个循环管路中的冷却液，因此，作为其他实施方式，检测流经第1个散热通道的冷却液的温度的温度传感器的位置可以为燃料电池电堆5入水口处的冷却液温度或者燃料电池电堆5出水口处的冷却液温度，即T1温度传感器1或者T2温度传感器2的位置。而且如果不考虑温度迅速调节的情况下，也可以将散热通道出水口处的温度传感器设置在散热通道入水口处或者散热通道中间等其他位置，本发明对此不做限制。
本实施例中，T3温度传感器10和T4温度传感器9位置处冷却液温度的目标值是相同的，而且与T1温度传感器1位置的冷却液温度的目标值相同，作为其他实施方式，避免冷却液在流动过程中产生热量，T3温度传感器10和T4温度传感器9位置处冷却液温度的目标值也可以略低T1温度传感器1位置的冷却液温度的目标值。
如图3所示，第二截止阀11关闭，第2个散热通道与燃料电池断开；第二截止阀11打开，第2个散热通道与燃料电池连通。本实施例中，为了节约成本，而且为了保证第1个散热通道，以及与其对应连接的第一散热器8可以及时投入使用，在第1个散热通道中不设置截止阀，作为其他实施方式，第1个散热通道中也可以设置截止阀，在大循环启动时及时打开，或者一直打开。同理，如果在散热器数量更多的情况下，可以将所有散热通道均设置截止阀；也可以第1个散热通道中不设置截止阀，其余散热通道均设置，本发明不做限制。
本实施例中，散热器投入后，散热风扇的转速是在最小转速和最大转速之间通过其对应的温度传感器测量的实际温度和目标值的差值进行PID调节的，例如：第一散热器8投入使用时，若T3温度传感器10所检测的实际温度大于目标值，则增大散热风扇的转速，以增大第一散热器8的散热功率，满足散热需求，若T3温度传感器10所检测的实际温度小于目标值，则减少散热风扇的转速，以减少第一散热器8的散热功率。然而，散热器的散热一般包括辐射散热和对流散热，而散热功率是散热器单位时间内的散热量，增大散热功率即加快散热器的做功，因此，作为其他实施方式，通过加快/减小循环管路中水泵4的转速也可以增大/减少散热功率，同样对散热器散热功率的检测装置也可以为水泵4的转速传感器，而且也可以使用不采用散热风扇的散热器，比如热管散热器，水冷散热器等，本发明对散热器的具体形式、增大散热功率的具体实现方式以及具体检测散热功率大小的检测装置并不做限制，只要可以实现散热、增大散热器的散热功率以及检测散热功率即可。
本实施例中，对第二截止阀11的控制和各散热风扇转速的控制采用两个独立的控制器进行控制，分别为主控制器和散热风扇控制器7，作为其他实施方式，也可以采用一个控制器进行控制。
对于一个控制器的热管理系统，控制器包括处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现燃料电池热管理系统的控制方法。综上所述，控制方法可归纳为，按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度，以及获取第n个散热通道对应的散热器的散热功率；散热器的散热功率在最小散热功率与最大散热功率之间根据温度与目标值的差值进行PID调节；
(2)若散热功率增大/减少到最大/最小散热功率，且温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
上述方法将原来三通阀3的调节工作量被分散到若干的设置截止阀的散热通道以及与其对应连接的散热器中，减少了三通阀3的调节次数，延长三通阀3的使用寿命。
燃料电池热管理系统实施例2：
本实施例提出的燃料电池热管理系统与实施例1的不同之处在于，本实施例中无需采集散热器散热功率的大小以及无需对散热器的散热功率进行调节，也即无需检测装置，散热器以固定的散热功率工作。关于燃料电池热管理系统的其他结构组成、连接关系与实施例1相同，这里不做赘述。
本实施例中燃料电池热管理系统的结构改变无法从图3看出，但是由于燃料电池热管理系统结构的改变，对应的，燃料电池热管理系统的控制方法也不同。这里借助图3将本实施例中燃料电池热管理系统的工作过程进行描述，本实施的工作过程大部分与实施例1中的相同，不同之处在于：
当燃料电池启动大循环后，第1个散热通道和第一散热器8投入使用；
若三通阀3的开度大于等于设定开度上限，则第一散热器8的散热风扇以固定的转速开启工作；
当T3的实际温度在持续设定时间之后高于目标值，则控制第2个散热通道中的第二截止阀11打开，将第2个散热通道和第二散热器6投入使用；第二散热器6的散热风扇同样以固定的转速开启工作；
当T3的实际温度在持续设定时间之后低于目标值，则控制第2个散热通道中的第二截止阀11关闭，将第2个散热通道和第二散热器6退出使用。
可以看出，控制器直接通过温度传感器的所采集的实际温度和目标值的大小判定是否投入/退出下一个散热通道以及与其对应连接的散热器，具体的，本实施例中的燃料电池热管理系统的控制方法可归纳为：按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度；
(2)若温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
燃料电池热管理系统的控制方法实施例1：
本实施例提出的燃料电池热管理系统的控制方法是基于燃料电池热管理系统实施例1中的结构而来，对于燃料电池热管理系统实施例1中的控制方法与本实施例的控制方法相同：
按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度，以及获取第n个散热通道对应的散热器的散热功率；所述散热器的散热功率在最小散热功率与最大散热功率之间根据所述温度与目标值的差值进行PID调节；
(2)若散热功率增大/减少到最大/最小散热功率，且所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
燃料电池热管理系统的控制方法的具体实施过程在上述燃料电池热管理系统实施例1中已经介绍，这里不做赘述。
燃料电池热管理系统的控制方法实施例2：
本实施例提出的燃料电池热管理系统的控制方法是基于燃料电池热管理系统实施例2中的结构而来，对于燃料电池热管理系统实施例2中的控制方法与本实施例的控制方法相同：
按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度；
(2)若所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
燃料电池热管理系统的控制方法的具体实施过程在上述燃料电池热管理系统实施例2中已经介绍，这里不做赘述。

Claims (10)

1.一种燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度；
(2)若所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
2.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
3.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，对于n＝1的散热通道，所述温度为第1个散热通道出水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
4.一种燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，按照设定的顺序依次将若干散热通道，以及与散热通道对应连接的散热器投入/退出使用，若干散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，散热通道中设有阀，阀用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开，投入/退出使用的过程包括以下步骤：
(1)获取流经第n个散热通道的冷却液的温度，以及获取第n个散热通道对应连接的散热器的散热功率；所述散热器的散热功率在最小散热功率与最大散热功率之间根据所述温度与目标值的差值进行PID调节；
(2)若所述散热功率增大/减少到最大/最小散热功率，且所述温度在持续设定时间之后高于/低于目标值，则控制第n+1个散热通道的阀打开/关闭，将第n+1个散热通道以及对应连接的散热器投入/退出使用。
5.根据权利要求4所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，所述散热器包括散热风扇，通过增大/减少散热器中散热风扇的转速增大/减少散热功率。
6.根据权利要求4所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，对于n≥2的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度。
7.根据权利要求4所述的燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，对于n＝1的散热通道，所述温度为第n个散热通道出水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆入水口处的冷却液的温度，或者燃料电池电堆出水口处的冷却液的温度。
8.一种燃料电池热管理系统，包括冷却循环管路、用于控制冷却循环管路中冷却液流量的三通阀、以及并联的若干散热器，其特征在于，每个散热器都连接对应的散热通道，若干散热器连接的散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，还包括：
温度传感器，用于检测流经各散热通道的冷却液的温度；
阀，设置于散热通道中，用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开；
控制器，控制器的输入端连接温度传感器，控制器的输出端连接阀，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时执行如权利要求1-3中任一项所述燃料电池热管理系统的控制方法。
9.一种燃料电池热管理系统，包括冷却循环管路、用于控制冷却循环管路中冷却液流量的三通阀、以及并联的若干散热器，其特征在于，每个散热器都连接对应的散热通道，若干散热器连接的散热通道包括第n个和第n+1个散热通道，n大于1，散热通道用于向燃料电池电堆提供冷却液，还包括：
检测装置，用于检测各散热器的散热功率；
温度传感器，用于检测流经各散热通道的冷却液的温度；
阀，设置于散热通道中，用于控制散热通道与燃料电池的连通和断开；
控制器，控制器的输入端连接温度传感器、检测装置，控制器的输出端控制连接阀、散热器，控制器包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时执行如权利要求4、6、7中任一项所述的燃料电池热管理系统的控制方法。
10.根据权利要求9所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述散热器包括散热风扇，所述检测装置为转速传感器，用于检测散热风扇电机的转速，若所述温度高于/低于所述目标值，通过增大/减少散热器中散热风扇的转速增大/减少散热功率。
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