发明内容

本发明旨在提供一种简单可行的燃料电池温度控制方法，可更快更精准地降低燃料电池的温度。

本发明通过以下方案实现：

一种燃料电池温度控制方法，按以下步骤进行：

ⅠVCU（整车控制器）实时获取当前环境温度，并按公式（1）计算得到实时温度补偿系数T _K ，VCU根据当前燃料电池输出功率查燃料电池输出功率与风扇占空比对应表得到当前燃料电池输出功率对应的风扇占空比，将当前燃料电池输出功率对应的风扇占空比与实时温度补偿系数相乘得到当前环境温度下当前燃料电池输出功率下的风扇占空比；

……………………………………………………（1），

其中，T _now 为当前环境温度，T _cal 为标定时环境温度；

Ⅱ VCU根据实时采集到的燃料电池实际温度与燃料电池目标温度的差值经PID处理后得到PID控制补偿的风扇占空比，PID处理步骤按现有技术进行，在实际处理过程中，可简化对PID处理涉及到的参数的调节，使得PID处理后得到的PID控制补偿的风扇占空比对风扇最终占空比的影响权重较小；

Ⅲ建立热管理水温变化预测方程（2），并对热管理水温变化预测方程（2）进行一定时间t的离散化处理得到散热系统的散热强度与散热系统中冷却液的温度变化率之间的对应关系，并获得一定时间t内的风扇总占空比，根据一定时间t内的风扇总占空比求得模型预测的风扇平均占空比，确定散热系统中冷却液的温度变化率与模型预测的风扇平均占空比的对应关系，根据散热系统中冷却液的温度变化率与模型预测的风扇平均占空比的关系及冷却系统中冷却液的当前温度与冷却系统中冷却液的目标温度的差值预测得到模型预测的应该输出的风扇占空比；

……………………………………（2），

其中，m为散热系统中冷却液的质量，C_p为散热系统中冷却液的比热容，dT/dt为一定时间t内散热系统中冷却液的温度变化率，I为燃料电池实时电流，U₀为燃料电池开路电压，U为燃料电池实时电压，A为散热系统的有效散热面积，h为散热系统的散热强度，T为散热系统中冷却液的实时温度，T₀为当前环境温度；

Ⅳ将步骤Ⅰ得到的当前环境温度下当前燃料电池输出功率下的风扇占空比、步骤Ⅱ得到的PID控制补偿的风扇占空比和步骤Ⅲ得到的模型预测的应该输出的风扇占空比相加得到风扇最终占空比，散热系统的风扇控制器按该风扇最终占空比控制风扇工作以控制燃料电池温度。

进一步地，所述步骤Ⅰ中，燃料电池输出功率与风扇占空比对应表预先存入VCU中，该对应表根据实车试验标定获得，该对应表标定时的环境温度为T _cal 。

进一步地，所述步骤Ⅰ、步骤Ⅱ和步骤Ⅲ同步进行。

进一步地，所述步骤Ⅲ中，时间t为5s。

本发明的燃料电池温度控制方法，简单可行，通过建立热管理水温变化预测方程得到散热系统的散热强度h与散热系统中冷却液的温度变化率之间的对应关系及散热系统中冷却液的温度变化率与模型预测的风扇平均占空比的对应关系，来预测调至散热系统冷却液的目标温度所需要的风扇占空比即模型预测的应该输出的风扇占空比，这样的设计可快速提升散热系统的响应度；同时，本发明方法中，简化对PID参数的调节，使得PID处理后得到的PID控制补偿的风扇占空比对风扇最终占空比的影响权重较小，这样保证了系统超调量较小或没有超调量，使得参数调节简单有效，对燃料电池温度控制更加快速精准。本发明方法中对PID的低依赖以及模型预测的准确控制，使得本发明方法适用性较强，在移植到其它车型后PID参数也无需重新调节，即可满足需求。