一种燃料电池系统热防护控制方法、系统、介质和设备与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统热防护控制方法、系统、介质和设备。


背景技术：

2.燃料电池系统电堆内部发生电化学反应的同时伴随着热量产生，为了避免电堆内部温度过高造成催化剂层、质子交换膜产生不可逆损伤，通常利用循环冷却液将电堆产生的热量带走，以保证系统热量平衡。燃料电池的冷却系统由水泵、散热器风扇组件、节温器以及ptc加热组件等组成。当前，燃料电池散热器多采用强制风冷散热，即出堆高温的冷却液流入散热器的金属管道中，热量通过热传导传递到翅片，当风扇产生的气流流经翅片时，通过强制对流换热，将热量传递到大气环境中。
3.当实际环境温度高于设计值时，由于空气、冷却液之间的相对温差减小，此时散热器的散热能力降低。若系统仍进行正常状态下的运行或拉载，会导致系统产热量高于散热器的散热量，失去平衡，将导致系统冷却液温度升高，可能造成系统部件损坏。
4.为了避免环境温度过高时，系统出现热管理失衡，需要提出对应的系统在线控制方法，确保系统在安全范围内运行。
5.现有技术中如专公开号为cn112701330a公开的一种基于环境温度的燃料电池氢能汽车的温度控制方法，通过所述温度控制系统根据环境温度分别计算所述散热风扇转速和所述电子节温器角度的补偿量；通过引入环境温度变量，并根据车辆状态、时间周期采集环境温度，从而根据环境温度计算风扇转速、节温器角度的补偿量，以调整水温、风速转速、水温、电子节温器角度的对应关系，从而实现在不同环境温度下的控制逻辑，以使燃料电池性能更加优越。
6.但是，当环境温度过高时，该技术方案的风扇转速及节温器角度补偿量接近限值时，系统仍将面临热量失衡问题，不具有热防护作用。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够避免当系统进入高温环境运行时，系统散热能力不足导致的热管理失衡，确保系统在安全范围内运行，具有热防护作用的燃料电池系统热防护控制方法、系统、介质和设备。
8.为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
9.一种燃料电池系统热防护控制方法，包括
10.步骤一、采集燃料电池系统当前运行状态参数，所述运行状态参数包括环境温度t0；
11.步骤二、根据运行状态参数获取最大的散热量q
max
；
12.步骤三、根据散热量q
max
获取对应的最大运行功率p
max
；
13.步骤四、保持燃料电池系统运行功率小于p
max
；
14.步骤五、循环步骤一至步骤四。
15.优选地，所述运行状态参数还包括风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温。
16.优选地，所述步骤二进一步包括：在零部件测试中，获取不同环境下对应的环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温与散热器最大的散热量q
max
的关系图表；
17.根据运行状态参数查询关系图表获取最大的散热量q
max
。
18.优选地，所述步骤三进一步包括：根据燃料电池系统工况需求参数，获取不同工况点下的运行功率、需求水流量、需求水温、需求温差以及需求散热量的关系图表，将步骤二的散热量q
max
作为需求散热量带入关系图表中获取对应的最大运行功率p
max
。
19.为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
20.一种燃料电池系统热防护控制系统，包括
21.采集装置、采集燃料电池系统当前运行状态参数，所述运行状态参数包括环境温度t0；
22.控制装置、根据运行状态参数获取最大的散热量q
max
；根据散热量q
max
获取对应的最大运行功率p
max
；并保持燃料电池系统运行功率小于p
max
。
23.优选地，所述运行状态参数还包括风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温。
24.优选地，在零部件测试中，获取不同环境下对应的环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温与散热器最大的散热量q
max
的关系图表；
25.根据运行状态参数查询关系图表获取最大的散热量q
max
。
26.优选地，根据燃料电池系统工况需求参数，获取不同工况点下的运行功率、需求水流量、需求水温、需求温差以及需求散热量的关系图表，将步骤二的散热量q
max
作为需求散热量带入关系图表中获取对应的最大运行功率p
max
。
27.为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
28.一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的燃料电池系统热防护控制方法。
29.为了解决上述技术问题，本发明采用的第四种技术方案为：
30.一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的燃料电池系统热防护控制方法。
31.本发明的有益效果在于：该控制方法能够根据环境温度t0实现不断的对燃料电池系统的运行功率进行修正，实现在线控制系统功率的的运行状态，避免当系统进入高温环境运行时，系统散热能力不足导致的热管理失衡，确保系统在安全范围内运行，具有热防护作用。
附图说明
32.图1为本发明具体实施方式的一种燃料电池系统热防护控制方法的流程示意图。
具体实施方式
33.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
34.实施例一
35.参照图1，一种燃料电池系统热防护控制方法，包括
36.步骤一、采集燃料电池系统当前运行状态参数，所述运行状态参数包括环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温；
37.步骤二、在零部件测试中，获取不同环境下对应的环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温与散热器最大的散热量q
max
的关系图表；根据运行状态参数查询关系图表获取最大的散热量q
max
；
38.步骤三、根据燃料电池系统工况需求参数，获取不同工况点下的运行功率、需求水流量、需求水温、需求温差以及需求散热量的关系图表，将步骤二的散热量q
max
作为需求散热量带入关系图表中获取对应的最大运行功率p
max
；
39.步骤四、保持燃料电池系统运行功率小于p
max
；
40.步骤五、循环步骤一至步骤四。
41.实施例二
42.一种燃料电池系统热防护控制系统，包括
43.采集装置、采集燃料电池系统当前运行状态参数，所述运行状态参数包括环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温；
44.控制装置、在零部件测试中，获取不同环境下对应的环境温度t0、风扇占空比、水泵转速、水泵流量和水温与散热器最大的散热量q
max
的关系图表，根据运行状态参数获取最大的散热量q
max
；根据燃料电池系统工况需求参数，获取不同工况点下的运行功率、需求水流量、需求水温、需求温差以及需求散热量的关系图表，将步骤二的散热量q
max
作为需求散热量带入关系图表中获取对应的最大运行功率p
max
；并保持燃料电池系统运行功率小于p
max
。
45.实施例三
46.一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一所述的燃料电池系统热防护控制方法。
47.实施例四
48.一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现实施例一所述的燃料电池系统热防护控制方法。
49.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。