燃料电池冷却液温度估算方法、装置、电子设备及介质与流程

本技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池冷却液温度估算方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、目前，随着新能源汽车的发展，燃料电池汽车凭借无污染、零排放的优势，成为了新能源汽车中的研究热点。在燃料电池的工作过程中，燃料电池需要运行在一个适宜的温度区间，过高或者过低的温度都会影响燃料电池性能输出，并且加快燃料电池的衰减。在燃料电池汽车使用过程中，热管理系统需要通过温度传感器获取进出口冷却液温度值，以控制燃料电池进出口冷却液温度。当出口冷却液温度传感器故障时，热管理系统由于无法获取燃料电池出口冷却液温度而不能进行温度控制，导致燃料电池停止工作、动力中断，给用户带来不便，甚至影响驾驶安全。

2、中国专利cn111244509b公开了一种质子交换膜燃料电池系统温度主动容错控制方法，建立燃料电池温度模型，当电堆出口冷却水温度传感器故障时，通过该燃料电池温度模型对出口冷却液温度进行估算，但未对温度估算值进行修正，估算值的精确性不高。中国专利cn115513500a公开了一种燃料电池的热管理方法、装置、系统、车辆及存储介质，在第一温度传感器和第二温度传感器任一故障，基于未故障传感器的温度实测值计算故障传感器的温度替代值，在第一温度传感器和第二温度传感器均故障时无法对出口冷却液温度进行估算。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术提供一种燃料电池冷却液温度估算方法、装置、电子设备及介质，以解决上述出口冷却液温度传感器故障时，热管理系统由于无法获取燃料电池出口冷却液温度而不能进行温度控制的技术问题。

2、本技术提供了一种燃料电池冷却液温度估算方法，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：获取当前冷却回路数据和当前燃料电池数据，所述当前冷却回路数据包括当前冷却液流量和前一进出口冷却液温差；根据所述当前冷却液流量和所述前一进出口冷却液温差确定当前冷却液吸收热量；通过所述当前冷却液吸收热量、出口冷却液温度修正参数以及所述当前燃料电池数据进行出口冷却液温度估算，得到燃料电池的当前出口冷却液估算温度。

3、于本技术的一实施例中，得到燃料电池的当前出口冷却液估算温度之后，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：根据出口温度采集设备的当前状态信号确定所述出口温度采集设备的状态，所述当前冷却回路数据还包括所述出口温度采集设备的当前状态信号；若所述出口温度采集设备处于异常状态，则将所述当前出口冷却液估算温度作为所述燃料电池的当前出口冷却液实际温度。

4、于本技术的一实施例中，所述当前燃料电池数据包括所述燃料电池的当前反应总能量、当前反应气体吸收热量、当前辐射热量、当前环境温度以及当前输出功率，所述当前出口冷却液估算温度的表达式为：

5、

6、其中，tout_cal_now为当前出口冷却液估算温度，t0和t1分别为燃料电池运行的初始时间和结束时间，qtot为当前反应总能量，qgas为当前反应气体吸收热量，p为当前输出功率，qcool为当前冷却液吸收热量，qamb为当前辐射热量，m为燃料电池质量，c为燃料电池比热容，δout为出口冷却液温度修正参数，tamb为当前环境温度。

7、于本技术的一实施例中，获取当前冷却回路数据之前，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：获取当前阀门开度、当前泵机转速和前一进出口冷却液温度数据，所述前一进出口冷却液温度数据包括前一进口冷却液实际温度和前一出口冷却液实际温度；根据所述前一进口冷却液实际温度和所述前一出口冷却液实际温度确定前一冷却液温度和所述前一进出口冷却液温差；根据所述前一冷却液温度、所述当前阀门开度以及所述当前泵机转速确定所述当前冷却液流量。

8、于本技术的一实施例中，将所述当前出口冷却液估算温度作为所述燃料电池的当前出口冷却液实际温度之后，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：通过所述当前出口冷却液实际温度、所述当前冷却液流量、进口冷却液温度修正参数、当前散热器散热量以及当前散热器风量进行进口冷却液温度估算，得到所述燃料电池的当前进口冷却液估算温度，所述当前冷却回路数据还包括所述当前散热器散热量和所述当前散热器风量。

9、于本技术的一实施例中，得到所述燃料电池的当前进口冷却液估算温度之后，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：根据进口温度采集设备的当前状态信号确定所述进口温度采集设备的状态，所述当前冷却回路数据还包括所述进口温度采集设备的当前状态信号；若所述进口温度采集设备处于异常状态，则将所述当前进口冷却液估算温度作为所述燃料电池的当前进口冷却液实际温度。

10、于本技术的一实施例中，通过所述当前出口冷却液实际温度、所述当前冷却液流量、进口冷却液温度修正参数、当前散热器散热量以及当前散热器风量进行进口冷却液温度估算，得到所述燃料电池的当前进口冷却液估算温度，包括：根据所述当前冷却液流量和所述当前阀门开度确定当前大循环冷却液流量和当前小循环冷却液流量，以进行进口冷却液温度估算，所述当前进口冷却液估算温度的表达式为：

11、

12、其中，tin_cal_now为当前进口冷却液估算温度，tout_now为当前出口冷却液实际温度，qrad为当前散热器散热量，wrad为当前散热器风量，qbcyc为当前大循环冷却液流量，qbcyc为当前小循环冷却液流量，δin为进口冷却液温度修正参数。

13、于本技术的一实施例中，若所述出口温度采集设备处于正常状态，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：将当前出口冷却液感知温度作为所述当前出口冷却液实际温度，所述当前冷却回路数据还包括所述当前出口冷却液感知温度；获取多个正常时刻的进出口冷却液温度数据和多个正常时刻的燃料电池输出电流，基于所述进出口冷却液温度数据和所述燃料电池输出电流对所述出口冷却液温度修正参数进行更新，所述正常时刻指出口温度采集设备状态为正常的时刻。

14、于本技术的一实施例中，基于所述进出口冷却液温度数据和所述燃料电池输出电流对所述出口冷却液温度修正参数进行更新，包括：根据多个正常时刻的出口冷却液估算温度计算多个正常时刻的出口冷却液估算温度变化率，并根据多个正常时刻的出口冷却液感知温度计算多个正常时刻的出口冷却液感知温度变化率，将所述出口冷却液估算温度变化率与所述出口冷却液感知温度变化率之间的差值作为出口冷却液温度变化率差值，得到多个正常时刻的出口冷却液温度变化率差值；基于多个正常时刻的出口冷却液温度变化率差值以及每一正常时刻对应的出口冷却液实际温度、进口冷却液实际温度、燃料电池输出电流进行数据拟合，得到新的出口冷却液温度修正参数，所述进出口冷却液温度数据包括所述出口冷却液估算温度、所述出口冷却液感知温度、所述出口冷却液实际温度以及所述进口冷却液实际温度。

15、于本技术的一实施例中，所述进口温度采集设备处于正常状态，所述燃料电池冷却液温度估算方法包括：将当前进口冷却液感知温度作为所述当前进口冷却液实际温度，所述当前冷却回路数据还包括所述当前进口冷却液感知温度；获取多个正常时刻的进出口冷却液温度数据和多个正常时刻的燃料电池输出电流，基于所述进出口冷却液温度数据和所述燃料电池输出电流对所述进口冷却液温度修正参数进行更新，所述正常时刻指进口温度采集设备状态为正常的时刻。

16、于本技术的一实施例中，基于所述进出口冷却液温度数据和所述燃料电池输出电流对所述进口冷却液温度修正参数进行更新，包括：根据多个正常时刻的进口冷却液估算温度计算多个正常时刻的进口冷却液估算温度变化率，并根据多个正常时刻的进口冷却液感知温度计算多个正常时刻的进口冷却液感知温度变化率，将所述进口冷却液估算温度变化率与所述进口冷却液感知温度变化率之间的差值作为进口冷却液温度变化率差值，得到多个正常时刻的进口冷却液温度变化率差值；基于多个正常时刻的进口冷却液温度变化率差值以及每一正常时刻对应的出口冷却液实际温度、进口冷却液实际温度、燃料电池输出电流进行数据拟合，得到新的进口冷却液温度修正参数，所述进出口冷却液温度数据包括所述出口冷却液估算温度、所述出口冷却液感知温度、所述出口冷却液实际温度以及所述进口冷却液实际温度。

17、于本技术的一实施例中，还提供一种燃料电池冷却液温度估算装置，所述燃料电池冷却液温度估算装置包括：数据获取模块，用于获取当前冷却回路数据和当前燃料电池数据，所述当前冷却回路数据包括当前冷却液流量、前一进出口冷却液温差以及当前出口温度采集设备状态；热量确定模块，用于根据所述当前冷却液流量和所述前一进出口冷却液温差确定当前冷却液吸收热量；温度估算模块，用于通过所述当前冷却液吸收热量、出口冷却液温度修正参数以及所述当前燃料电池数据进行出口冷却液温度估算，得到燃料电池的当前出口冷却液估算温度。

18、于本技术的一实施例中，还提供一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上所述的燃料电池冷却液温度估算方法。

19、于本技术的一实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上所述的燃料电池冷却液温度估算方法。

20、本发明的有益效果：本发明提供一种基于燃料电池冷却液温度估算方法、装置、电子设备及介质，该燃料电池冷却液温度估算方法根据燃料电池冷却回路的当前冷却液流量和前一进出口冷却液温差确定冷却液吸收热量，并通过冷却液吸收热量、出口冷却液温度修正参数以及燃料电池数据进行出口冷却液温度估算，得到燃料电池的当前出口冷却液估算温度，实现热管理系统无须出口温度采集设备也能够通过出口冷却液估算温度对燃料电池的温度进行控制，既降低了成本，又能确保燃料电池正常工作，保证驾驶安全，并且通过出口冷却液温度修正参数对出口冷却液温度估算进行修正，提高出口冷却液估算温度的精确性。

21、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。