一种基于车载燃料电池的智能升温方法及其系统

技术领域

本申请属于温度控制的技术领域，尤其涉及一种基于车载燃料电池的智能升温及其系统。

背景技术

燃料电池为电动汽车的主要动力来源，燃料电池的性能直接影响整车的性能和安全性，其中燃料电池的工作温度是电池运行的重要影响因素之一，电池的工作温度过高或过低都会影响电池工作性能。

目前，在车载燃料电池的温度控制中，主要关注汽车冷启动时如何对车载燃料电池进行加热处理，但较少关注电动汽车在停车不熄火状态时，对温度偏低的车载燃料电池的升温，使得电动汽车在温度偏低的场景中使用不便，因此需要一种新型智能升温方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于车载燃料电池的智能升温方法及其系统，旨在解决现有技术中电动汽车在温度偏低的场景中使用不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于车载燃料电池的智能升温方法，包括：

获取车载燃料电池的温度，判断所述车载燃料电池的温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度；

若所述车载燃料电池的温度小于所述最低允许温度，获取车载燃料电池管道入气端的气体温度；

判断所述气体温度是否小于所述最低允许温度对应的预设气体温度；

若所述气体温度小于预设气体温度，加热所述气体温度至预设气体温度。

本发明的有益效果是：本申请实施例提供的一种基于车载燃料电池的智能升温方法，先获取车载燃料电池的温度，经过比对车载燃料电池温度与预设的车载燃料电池使用的最低允许温度，判断车载燃料电池温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度，若判断为车载燃料电池温度小于车载燃料电池使用的最低允许温度，则获取车载燃料电池管道入气端气体的气体温度，判断该气体温度是否小于最低允许温度对应的预设气体温度，若判断气体温度小于预设气体温度，则加热气体使气体温度达到预设气体温度，从而在车载燃料电池温度过低时，达到加热车载燃料电池的效果。

可选的，基于光纤温度传感器，获取所述车载燃料电池的温度；

比较所述车载燃料电池的温度与所述最低允许温度，判断所述车载燃料电池的温度是否小于所述最低允许温度。

可选的，获取所述光纤温度传感器返回的每一个与测量温度相对应的窄谱脉冲信号；

根据所述的窄谱脉冲信号，将所述窄谱脉冲信号处理及滤波采样获取滤波采样后的脉冲信号；

基于数模转换技术，将所述脉冲信号转换为模拟信号，获取每一个传感器的温度信息；

根据所述温度信息，确定所述车载燃料电池的温度。

可选的，判断所述车载燃料电池的温度是否大于车载燃料电池使用的最高允许温度；

若所述车载燃料电池的温度大于车载燃料电池使用的最高允许温度，则停止加热气体，并开启管道冷风机，以降低车载燃料电池入气端管道的温度和车载燃料电池的温度，所述管道冷风机安装于氢气供给系统与管道入气端之间的管道上。

可选的，获取氢气供给系统排出气体的气体流量及管道入气端的气体温度；

根据所述管道入气端的气体温度，获取所述管道入气端的气体流速；

获取管道入气端截面的横截面积；

根据所述管道入气端的气体流速和所述横截面积，获取管道入气端的气体流量；

根据所述氢气供给系统排出气体的气体流量和所述管道入气端的气体流量，获取氢气供给系统和所述入气端管道间的气体流量差；

根据所述气体流量差是否位于允许的流量差范围内，判断氢气供给系统与管道入气端之间的管道是否符合使用标准。

可选的，获取管道的气体压力；

根据所述气体压力及所述管道入气端的气体温度，确定所述管道入气端的气体流速。

本发明还提供了一种基于车载燃料电池的智能升温系统，包括：

获取电池温度模块：用于获取车载燃料电池的温度，判断所述车载燃料电池的温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度；

判断电池温度模块：用于若所述车载燃料电池的温度小于所述最低允许温度，获取车载燃料电池管道入气端的气体温度；

判断气体温度模块：用于判断所述气体温度是否小于所述最低允许温度对应的预设气体温度；

加热气体温度模块：用于若所述气体温度小于预设气体温度，加热所述气体温度至预设气体温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于车载燃料电池的智能升温方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于车载燃料电池的智能升温系统的模块框图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中一种基于车载燃料电池的智能升温方法的一个实施例可以包括：

S100，获取车载燃料电池的温度，判断车载燃料电池的温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度。

具体的，获取车载燃料电池外壳的温度，比对车载燃料电池的温度和车载燃料电池使用的最低允许温度，判断车载燃料电池的温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度，若车载燃料电池的温度等于最低允许温度，则无需进行加热操作；若车载燃料电池的温度大于最低允许温度，则判断车载燃料电池的温度是否大于车载燃料电池最高允许温度，若判断结果为车载燃料电池的温度大于车载燃料电池最高允许温度，则需要进行降温操作。

在一种实施例中，上述步骤S100包括：

S110，基于光纤温度传感器，获取车载燃料电池的温度；

S120，比较车载燃料电池的温度与最低允许温度，判断车载燃料电池的温度是否小于最低允许温度。

具体的，利用光纤温度传感器获取车载燃料电池外壳的温度，比对车在燃料电池外壳的温度与最低允许温度，判断车载燃料电池的温度是否小于最低允许温度，利用光纤温度传感器进行温度测量实现非接触式、迅速和准确得出温度数据；还可以利用红外测温技术对车载燃料电池外壳进行温度测量。

在一种实施例中，上述步骤S110包括：

S111，获取光纤温度传感器返回的每一个与测量温度相对应的窄谱脉冲信号；

S112，根据窄谱脉冲信号，将窄谱脉冲信号处理及滤波采样获取滤波采样后的脉冲信号；

S113，基于数模转换技术，将脉冲信号转换为模拟信号，获取每一个传感器的温度信息；

S114，根据温度信息，确定所述车载燃料电池的温度。

具体的，通过预设的光源和预设的光纤温度传感器，获取车载燃料电池的测量温度相对应的窄谱脉冲信号，光纤温度传感器可以选择光振幅变化的传感器或者选择光相位变化的传感器，若使用光振幅变化的传感器，由于温度变化会影响发射光的折射率发生改变，导致光振幅发生改变，因此对获取的振幅进行去噪处理及滤波采样，将处理后的振幅进行模数转换为模拟信号，统计与温度对应数据的规律信息，将所有传感器的温度取均值，确定为车载燃料电池的温度，若使用光相位变化的传感器，由于温度变化会导致光相位变化，同光振幅变化的传感器由振幅变换转换为温度变化原理一致，该操作利用光纤温度传感器检测的精确度较高。

在一种实施例中，在S100之后，包括：

S130，判断所述车载燃料电池的温度是否大于车载燃料电池使用的最高允许温度；

S140，若车载燃料电池的温度大于车载燃料电池使用的最高允许温度，则停止加热气体，并开启管道冷风机，以降低车载燃料电池入气端管道的温度和车载燃料电池的温度，管道冷风机安装于氢气供给系统与管道入气端之间的管道上。

具体的，比对车载燃料电池的温度与车载燃料电池使用的最高允许温度，判断车载燃料电池的温度是否大于或等于车载燃料电池使用的最高允许温度，若车载燃料电池的温度等于车载燃料电池使用的最高允许温度，则无需对车载燃料电池进行升温或降温处理；若车载燃料电池的温度大于车载燃料电池使用的最高允许温度，则需要对车载燃料电池进行降温处理，需要打开管道冷风机，利用管道冷风机降低车在燃料电池入气端管道的温度，随着管道温度的降低，车载燃料电池的温度也随之下降，利用该操作实现对车载燃料电池过高温的情况进行智能控制。

S200，若车载燃料电池的温度小于最低允许温度，获取车载燃料电池管道入气端的气体温度。

具体的，若车载燃料电池的温度和车载燃料电池使用的最低允许温度的比较结果为车载燃料电池的温度小于车载燃料电池使用的最低允许温度，则获取车载燃料电池管道入气端的气体温度，通过控制车载燃料电池管道入气端的气体温度，实现对车载燃料电池的温度控制；

在一种实施例中，上述步骤S200包括：

S210，获取氢气供给系统排出气体的气体流量及管道入气端的气体温度；

S220，根据管道入气端的气体温度，获取管道入气端的气体流速；

S230，获取管道入气端截面的横截面积；

S240，根据管道入气端的气体流速和横截面积，获取管道入气端的气体流量；

S250，根据氢气供给系统排出气体的气体流量和管道入气端的气体流量，获取氢气供给系统和入气端管道间的气体流量差；

S260，根据气体流量差是否位于允许的流量差范围内，判断氢气供给系统与管道入气端之间的管道是否符合使用标准。

具体的，氢气供给系统和车载燃料电池管道的入气端电性连接，先获取氢气供给系统排出气体的气体流量和车载燃料电池管道入气端的气体温度以及管道入气端截面的横截面积，再根据气体温度得到气体流速，得到管道入气端的气体流速后，根据气体流量计算公式：Q=A*v*ρ计算出管道入气端的气体流量，式中，Q为管道入气端气体流量，A为管道入气端截面的横街面积，v为管道入气端的气体流速，ρ为管道气体的密度，再根据氢气供给系统排出气体的气体流量和管道入气端的气体流量得出管道间的气体流量差，若流量差位于预设允许的流量差范围内，则判定氢气供给系统与管道入气端之间的管道符合使用标准；若流量差位于预设允许的流量差范围外，则判定氢气供给系统与管道入气端之间的管道不符合使用标准，需要通过进一步确定管道出现流量差的原因，此操作通过对管道两端气体流量差，实现管道使用标准的智能化判断。

在一种实施例中，上述步骤S220包括：

S221，获取管道的气体压力；

S222，根据气体压力及管道入气端的气体温度，确定管道入气端的气体流速。

具体的，先获取车载燃料电池管道入气端的气体压力，再根据管道入气端气体流速计算公式：V=K*P*T/ρ计算出管道入气端的气体流速，式中，V为管道入气端气体流速，K为预设系数，P为管道的气体压力，T为管道入气端气体温度，ρ为管道气体密度。

S300，判断气体温度是否小于最低允许温度对应的预设气体温度。

具体的，比对车载燃料电池管道入气端的气体温度和最低允许温度对应的预设气体温度，若气体温度大于或者等于预设气体温度，则无需加热车载燃料电池管道入气端的气体温度；若气体温度小于允许气体温度，则需要加热车载燃料电池管道入气端的气体温度。

S400，若气体温度小于预设气体温度，加热气体温度至预设气体温度。

具体的，若比对车载燃料电池管道入气端的气体温度和预设气体温度结果为车载燃料电池管道入气端的气体温度小于预设气体温度，则使用气体预热器加热车载燃料电池管道入气端的气体温度至预设的气体温度。

在一种实施例中，请参阅图2，本申请的实施例还提供了一种基于车载燃料电池的智能升温系统，包括：

获取电池温度模块：用于获取车载燃料电池的温度，判断所述车载燃料电池的温度是否小于车载燃料电池使用的最低允许温度；

判断电池温度模块：用于若所述车载燃料电池的温度小于所述最低允许温度，获取车载燃料电池管道入气端的气体温度；

判断气体温度模块：用于判断所述气体温度是否小于所述最低允许温度对应的预设气体温度；

加热气体温度模块：用于若所述气体温度小于预设气体温度，加热所述气体温度至预设气体温度。

在一种实施例中，本申请的实施例还提供了一种获取电池温度模块，包括：

获取电池温度子模块：用于基于光纤温度传感器，获取所述车载燃料电池的温度；

比对电池温度子模块：用于比较所述车载燃料电池的温度与所述最低允许温度，判断所述车载燃料电池的温度是否小于所述最低允许温度。

本申请实施例一种基于车载燃料电池的智能升温方法及其系统的实施原理为：比对车载燃料电池的温度与车载燃料电池使用的最低允许温度，若车载燃料电池的温度小于最低允许温度，则通过加热管道入气端的气体温度使车在燃料电池的温度达到升温效果，本申请能够在车在燃料电池温度过低时实现燃料电池的智能升温。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。