一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统。


背景技术：

2.燃料电池的输出功率越高，产生的热量越多，如果这些热量不能及时有效释放，将严重影响燃料电池的寿命，因此，燃料电池的散热是必须要解决的问题之一。随着燃料电池在交通领域的广泛应用，燃料电池功率逐步变大，其散热需求也逐步增加，大功率燃料电池系统的散热问题，成为日趋紧迫地需要解决的一个问题。
3.当前大功率燃料电池系统采用的散热形式主要为气液换热芯体的形式，需要配置多个风扇。如何提供散热效率，延长风扇寿命，是本领域亟待解决的问题。
4.现有技术至少存在以下不足：1.由于风扇存在最低转速，若全部风扇同步启停，会导致散热器散热能力波动过大，从而导致燃料电池冷却温度有较大波动，影响电堆性能；2.当对风扇分组控制后，能够克服全部风扇同步启停带来的问题，但由于风扇对散热芯体局部冷却，若没有对风扇进行合理分布控制散热，将导致散热芯体受热不均，影响散热芯体形变甚至漏液；3.由于单个风扇若超过一定转速下，整车噪声会急剧增加，不宜通过单个风扇高速转动进行散热，需要对风扇进行分组控制实现合理降噪；4.由于分组控制后风扇会存在部分风扇被经常使用，导致部分风扇提前失效。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，包括在散热器芯体上分布多个散热风扇，将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限（控制限就是控制转速达到的一个限制值，本发明根据不同情况设置不同的控制限，具体参加下面的不同优选方案）时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行关闭。本发明要求分组风扇按照一定的空间布置，通过分组控制减小了风扇启停导致的温度波动、降低整车风扇噪声、提供整体散热器寿命，以防止散热芯体失效。
6.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行（当同一组的散热风扇为单数时，其对称轴穿过其中的一个散热风扇，其他散热风扇相对于该对称轴对称分布，当同一组的散热风扇为双数时，对称轴位于中间，该组的所有散热风扇相对于该对称轴对称分布）；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标
温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
7.优选地，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
8.其中，在每启动一组风扇后，可以间隔第一启动间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一启动间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
9.优选地，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
10.其中，在每将一组风扇降速到怠速后，可以间隔第一降速间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一降速间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
11.优选地，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
12.其中，在每关闭一组风扇后，可以间隔第一关闭间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第一关闭间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
13.优选地，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提
高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
14.其中，在每启动一组风扇后，可以间隔第二启动间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第二启动间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
15.优选地，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
16.其中，在每一组风扇降速到怠速后，可以间隔第二降速间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第二降速间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
17.优选地，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，则先关闭最后启动的风扇组；如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，再关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
18.其中，在每关闭一组风扇后，可以间隔第二关闭间隔时间后再检测散热器出口实际温度，该第二关闭间隔时间可以是上次系统关机时记录的间隔值，也可以是预设的数值。
19.优选地，风扇低噪声线的范围为75-85db对应的风扇转速。
20.优选地，记录每一组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组。
21.优选地，多个风扇为8个。
22.优选地，8个风扇的布置如下：第一列和第三列分别依次布置3个风扇；第二列的2个风扇中其中一个布置在第一列和第二列的前两排风扇之间，另一个布置在第一列和第二列的后两排风扇之间。
23.优选地，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流时，将位于不同列的风扇划分为
一组。
24.优选地，将8个风扇分为3组。
25.优选地，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自上而下的第一个划分为一组，将每一列自上而下的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。
26.优选地，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自下而上的第一个划分为一组，将每一列自下而上的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。
27.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制系统包括控制器，所述控制器使用上述的任一针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行燃料电池系统的散热控制。
28.与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：（1）本发明进行分组时须满足成组的散热风扇覆盖区域与散热芯体冷却液流向成垂直方向，避免导致芯体沿冷却液流道垂直方向受热不均，影响风扇寿命。
29.（2）本发明将风扇的启停控制在散热需求具有大的变化才会产生风扇的启停动作，降低散热风扇频繁而导致散热能力不连续引发系统控温波动。
30.（3）本发明增设了风扇低噪声线，由于每一个风扇超过一定转速后，噪声会急剧增加，设置低噪声转速线后，低于风扇低噪声线时，风扇噪声在可接受范围，控制时，尽可能将风扇控制在风扇低噪声线以下，保证在大部分工况下减少风扇达到转速上限的时间，延长风扇寿命。
31.（4）本发明记录了各组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组，保障各组风扇在全生命周期内寿命相近。
32.（5）本发明采用了高性能自主控制器和高鲁棒性的控制系统设计技术，通过分组控制减小了风扇启停导致的温度波动、降低整车风扇噪声、提供整体散热器寿命，以防止散热芯体失效。
附图说明
33.图1为本发明的一个实施例的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法中风扇布置示意图，图中a、b、c、d、e、f、g和h均为风扇。
34.图2为本发明的一个实施例的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法中设置风扇低噪声线时各组风扇启动时间与散热需求之间的关系示意图，图中风扇1、风扇2和风扇3分别为一组风扇。
具体实施方式
35.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
36.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动
的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
37.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
38.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
39.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
40.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
41.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所
有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
42.根据本发明的一个具体实施方案，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，则先关闭最后启动的风扇组；如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，再关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
43.根据本发明的一个具体实施方案，风扇低噪声线的范围为75-85db对应的风扇转速。
44.根据本发明的一个具体实施方案，记录每一组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组。
45.根据本发明的一个具体实施方案，多个风扇为8个。
46.根据本发明的一个具体实施方案，8个风扇的布置如下：第一列和第三列分别依次布置3个风扇；第二列的2个风扇中其中一个布置在第一列和第二列的前两排风扇之间，另一个布置在第一列和第二列的后两排风扇之间。
47.根据本发明的一个具体实施方案，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流时，将位于不同列的风扇划分为一组。
48.根据本发明的一个具体实施方案，将8个风扇分为3组。
49.根据本发明的一个具体实施方案，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自上而下的第一个划分为一组，将每一列自上而下的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。
50.根据本发明的一个具体实施方案，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自下而上的第一个划分为一组，将每一列自下而上的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。
51.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制系统包括控制器，所述控制器使用上述的任一针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行燃料电池系统的散热控制。
52.实施例1根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
53.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称
分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
54.实施例2根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
55.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
56.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
57.实施例3根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
58.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
59.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温
度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
60.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
61.实施例4根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
62.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
63.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
64.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
65.其中，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：
如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
66.实施例5根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
67.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
68.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
69.实施例6根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
70.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
71.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超
过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
72.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
73.实施例7根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
74.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
75.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际
温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
76.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
77.其中，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，则先关闭最后启动的风扇组；如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，再关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
78.实施例8根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
79.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
80.其中，多个风扇为8个，8个风扇的布置如下：第一列和第三列分别依次布置3个风扇；第二列的2个风扇中其中一个布置在第一列和第二列的前两排风扇之间，另一个布置在第一列和第二列的后两排风扇之间。
81.其中，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流时，将位于不同列的风扇划分为一组。
82.其中，将8个风扇分为3组，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自上而下的第一个划分为一组，将每一列自上而下的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组，如图1所示，将风扇f和风扇h划分为一组、风扇d、风扇g和风扇e划分为一组、风扇a、风扇b和风扇c划分为一组。
83.其中，记录每一组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组。
84.其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。
85.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。
86.其中，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
87.实施例9根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行详细描述。
88.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。
89.其中，多个风扇为8个，8个风扇的布置如下：第一列和第三列分别依次布置3个风扇；第二列的2个风扇中其中一个布置在第一列和第二列的前两排风扇之间，另一个布置在第一列和第二列的后两排风扇之间。
90.其中，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流时，将位于不同列的风扇划分为一组。
91.其中，将8个风扇分为3组，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自下而上的第一个划分为一组，将每一列自下而上的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组；如图1所示，将风扇a和风扇c划分为一组，将风扇b、风扇d和风扇e划分为一组，风扇f、风扇g和风扇h划分为一组。
92.其中，记录每一组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组；其中，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，其中，风扇低噪声线的范围为75-85db对应的风扇转速，参考图2，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；随着散热器出口实际温度逐步升高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；随着散热器出口实际温度的继续升高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；随散热器出口实际温度逐步升高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组，并随散热器出口实际温度的逐步升高将所有风扇组转速提高至风扇噪声达到风扇低噪声线；随着散热器出口实际温度的逐步升高，同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。
93.其中，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。
94.其中，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，则先关闭最后启动的风扇组；如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，再关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。
95.实施例10根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的针对大功率燃料电池系统的散热控
制系统进行详细描述。
96.本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制系统包括控制器，所述控制器使用上述的任一针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行燃料电池系统的散热控制。
97.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，在散热器芯体上分布多个散热风扇，其特征在于，包括：将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行降速和关闭，具体地，降速时，将最后启动的风扇组的转速降至目标控制限后，再对倒数第二启动的风扇组的风扇进行降速，以此类推；关闭时，将最后启动的风扇组关闭，再将倒数第二启动的风扇组关闭，以此类推。2.根据权利要求1所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；若散热器出口实际温度保持大于散热器出口目标温度，将第一组风扇转速逐步提高，直至第一组风扇达到转速上限；当第一组风扇达到风扇转速上限且散热器出口实际温度高于散热器出口目标温度时，则启动第二组风扇到怠速；随散热器出口实际温度与散热器出口目标温度的差值逐步升高，将第二组风扇转速逐步提高，直至第二组风扇达到转速上限；以此类推，若散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，逐步启动所有风扇组直至所有风扇组达到转速上限。3.根据权利要求2所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇降速按如下原则进行：散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度时，先降低最后启动的风扇组的转速至怠速；保持最后启动的风扇组的风扇转速为怠速时，如果散热器出口实际温度仍低于散热器出口目标温度，将倒数第二启动的风扇组的风扇转速降为怠速；以此类推，随散热器出口实际温度低于散热器出口目标温度，逐步将所有风扇组的风扇转速降为怠速。4.根据权利要求3所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度，则关闭最后启动的风扇组；如果最后启动的风扇组关闭之后，散热器出口实际温度继续低于散热器出口目标温度时，则关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。5.根据权利要求1所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇启动及提速按如下原则进行：设置风扇低噪声线，风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动下一组风扇，具体如下：散热器出口实际温度大于启动温度阈值时，先启动第一组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度比散热器出口目标温度高，将第一组风扇转速逐步提高，当第一组风扇转速超过怠速未达到转速上限时，如果第一组风扇噪声达到风扇低噪声线，则启动第二组风扇到怠速；
如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第二组风扇转速逐步提高，当第二组风扇达到风扇低噪声线时，则启动第三组风扇到怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，将第三组风扇转速逐步提高；以此类推，直至启动所有风扇组且各组风扇噪声均达到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度高，则继续同步提高所有风扇组的转速，直至所有风扇组达到转速上限。6.根据权利要求5所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇降速按如下原则进行：当散热器出口实际温度低于散热器出口目标值时，先将所有风扇组共同降速到所有风扇组的风扇噪声降到风扇低噪声线；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，则先将最后启动的风扇组的转速降至怠速；如果散热器出口实际温度仍旧比散热器出口目标温度低，将倒数第二启动的风扇组转速降至怠速；以此类推，直至所有风扇组的转速都降为怠速。7.根据权利要求6所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，各组散热风扇关闭按如下原则进行：当所有风扇组的风扇转速均降为怠速后：如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，则先关闭最后启动的风扇组；如果散热器出口实际温度仍旧低于散热器出口目标温度，再关闭倒数第二启动的风扇组；以此类推，直至关闭第一组风扇。8.根据权利要求5所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，风扇低噪声线的范围为75-85db对应的风扇转速。9.根据权利要求1-8任一项所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，记录每一组风扇的旋转总数，在每次启动时，根据当前记录的风扇总转速最低的风扇组作为下一次启动的风扇组。10.根据权利要求9所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，多个风扇为8个。11.根据权利要求10所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，8个风扇的布置如下：第一列和第三列分别依次布置3个风扇；第二列的2个风扇中其中一个布置在第一列和第二列的前两排风扇之间，另一个布置在第一列和第二列的后两排风扇之间。12.根据权利要求11所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流时，将位于不同列的风扇划分为一组。13.根据权利要求12所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，将8个风扇分为3组。
14.根据权利要求13所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自上而下的第一个划分为一组，将每一列自上而下的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。15.根据权利要求13所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法，其特征在于，散热器冷却液在散热芯体中自下向上流，则将每一列自下而上的第一个划分为一组，将每一列自下而上的第二个划分为一组，剩下的两个划分为一组。16.一种针对大功率燃料电池系统的散热控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器使用权利要求1-15任一项所述的针对大功率燃料电池系统的散热控制方法进行燃料电池系统的散热控制。

技术总结
本发明提供了一种针对大功率燃料电池系统的散热控制方法及系统，属于燃料电池技术领域。本发明包括在散热器芯体上分布多个散热风扇，将多个风扇分组进行控制，进行分组时，同一组的散热风扇呈对称分布，对称轴与散热芯体冷却液流向平行；控制时，分组进行启动，先启动的风扇组启动到怠速后，当根据散热器出口实际温度及散热器出口目标温度将转速提高至控制限时，再启动下一组风扇，按启动的逆顺序分组进行关闭。本发明要求分组风扇按照一定的空间布置，通过分组控制减小了风扇启停导致的温度波动、降低整车风扇噪声、提供整体散热器寿命，以防止散热芯体失效。防止散热芯体失效。防止散热芯体失效。


技术研发人员：何一凡 王琦 韩猛
受保护的技术使用者：上海重塑能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/7/20