用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置和方法。用泵對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷卻劑回路的電子部件的冷卻進(jìn)行控制的裝置，包括：監(jiān)控器，配置為通過多個(gè)溫度傳感器，收集電子部件測量溫度和冷卻劑測量溫度；和控制器，配置為基于上述狽J量溫度和電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖及表示電子部件與冷卻劑之間溫差的溫差圖中的至少一個(gè)，控制泵的RPM，該控制器使用每個(gè)溫度圖的過溫設(shè)置信息和過溫重置信息，控制泵的RPM。
【專利說明】用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般來說，燃料電池由產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的電極、用于將電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫離子 轉(zhuǎn)移的電解質(zhì)膜、和用于支承該電極和電解質(zhì)膜的雙極板組成。
[0003] 當(dāng)燃料電池在滿功率狀態(tài)下工作時(shí)，燃料電池車中包含的電子部件被加熱到 80°C，因此，這些電子部件必須要用冷卻劑來冷卻。
[0004] 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池車的電子部件和冷卻劑回路。
[0005] 參照圖1，該燃料電池車包括電動(dòng)機(jī)10、用于該電動(dòng)機(jī)的逆變器20、高電壓DC-DC 轉(zhuǎn)換器30,（在下文中，稱為HV DC-DC)和低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器40 (在下文中，稱為LV DC-DC)。
[0006] 由于成本和包裝的問題，為每個(gè)電子部件設(shè)置單獨(dú)的冷卻劑回路是困難的。于是， 電子器件用串聯(lián)和并聯(lián)的冷卻劑回路連接并通過泵50進(jìn)行冷卻。這就需要進(jìn)行有效的冷 卻控制。
[0007] 然而，由于泵50基于附屬于該冷卻劑回路的冷卻劑溫度傳感器(未示出）的信 號(hào)而被驅(qū)動(dòng)，因此現(xiàn)有的冷卻控制技術(shù)不能有效地對執(zhí)行絕緣柵雙極型晶體管（IGBT : Insulated Gate Bipolar mode Transistor)開關(guān)切換的逆變器 20、HV DC-DC 轉(zhuǎn)換器 30 和LV DC-DC轉(zhuǎn)換器40的冷卻進(jìn)行控制。為了解決這個(gè)問題，即使在冷卻劑溫度傳感器信 號(hào)指示相對低的溫度時(shí)，現(xiàn)有的冷卻控制技術(shù)也會(huì)過度地驅(qū)動(dòng)泵50。這會(huì)降低燃料效率，產(chǎn) 生噪音。
[0008] 在這個(gè)【背景技術(shù)】章節(jié)中公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明致力于提供一種用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置和方法，其 優(yōu)點(diǎn)在于能有效控制電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行IGBT開關(guān)轉(zhuǎn)換的電子部件的工作溫度，將其保持在可 允許范圍，其中上述電動(dòng)機(jī)和電子部件通過串聯(lián)和并聯(lián)的冷卻劑回路連接。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置 和方法，其在過渡運(yùn)行時(shí)段通過栗的最低運(yùn)行，降低噪音，在除高扭矩區(qū)域外的運(yùn)行區(qū)域使 該泵的運(yùn)行最小化，從而提高燃料效率。
[0011] 本發(fā)明的一示例性實(shí)施例提供一種用栗對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接 的冷卻劑回路的電子部件的冷卻進(jìn)行控制的裝置，包括：監(jiān)控器，配置為通過多個(gè)溫度傳感 器，收集上述電子部件的測量溫度和冷卻劑的測量溫度；和控制器，配置為基于上述測量溫 度和電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖及表示上述電子部件與冷卻劑之間的溫差的溫差圖中 的至少一個(gè)，控制上述泵的RPM，上述控制器使用每個(gè)溫度圖的過溫設(shè)置信息和過溫重置信 息，控制上述泵的RPM。
[0012] 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用栗對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷 卻劑回路的電子部件的冷卻進(jìn)行控制的裝置，包括：監(jiān)控器，配置為通過多個(gè)溫度傳感器， 收集上述電子部件的測量溫度和冷卻劑的測量溫度·，和控制器，配置為基于上述測量溫度 和電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖及表示上述電子部件與冷卻劑之間溫差的溫差圖中的至 少一個(gè)，控制上述栗的RPM，上述控制器執(zhí)行前饋（FF :feed-f〇rward)控制，該前饋控制中 基于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值和逆變器溫度，檢測出高扭矩和高溫狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間后，優(yōu)先增 加上述泵的RPM。
[0013] 上述電子部件可以包括電動(dòng)機(jī)、逆變器、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換 器中的至少一個(gè)，上述溫度圖可以包括根據(jù)上述測量溫度的用于冷卻控制的泵RPM命令值 息。
[0014] 基于上述電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和溫差圖，上述控制器可以推導(dǎo)出對于 由上述監(jiān)控器收集的上述電子部件和冷卻劑的測量溫度的泵RPM命令值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫度、 逆變器溫度、HV DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、LV DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度和上述電子部件與冷卻劑之間的 溫差中的至少一個(gè)超過預(yù)定的過溫參考值時(shí)，上述控制器可以確定與上述溫度對應(yīng)的電子 部件處于過溫設(shè)置狀態(tài)，并且施加通過上述溫度圖推導(dǎo)出的泵RPM命令值的最大值作為最 終的泵RPM命令值。
[0015] 當(dāng)所有上述測量溫度低于上述過溫參考值并且車速不低時(shí)，上述控制器可以施加 通過上述溫度圖推導(dǎo)出的上述泵RPM命令值的最大值作為最終的泵RPM命令值。
[0016] 當(dāng)上述電動(dòng)機(jī)扭矩參考值高于用于判斷高扭矩的第一參考值并且上述逆變器溫 度高于用于判斷高溫的第二參考值的狀態(tài)保持與預(yù)定的第三參考值對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，上述控 制器可以啟動(dòng)用于將上述栗的RPM設(shè)置為髙于正常值的前饋控制。
[0017] 當(dāng)上述電動(dòng)機(jī)扭矩參考值低于與高扭矩狀態(tài)對應(yīng)的第四參考值并且上述逆變器 溫度低于與高溫狀態(tài)對應(yīng)的第五參考值的狀態(tài)保持與預(yù)定的第六參考值對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，上 述控制器可以取消上述前饋控制，并且使上述泵RPM返回正常值。
[0018] 上述控制器可以檢測上述車輛處于怠速和慢行速度區(qū)域的過渡運(yùn)行時(shí)段，并且施 加預(yù)定的低RPM作為最終的泵RPM命令值。
[0019] 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種用栗對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷 卻劑回路的電子部件的冷卻進(jìn)行控制的方法，包括：通過監(jiān)控器，收集上述電子部件的測量 溫度和冷卻劑的測量溫度；基于電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和表示上述電子部件與冷 卻劑之間的溫差的溫差圖中的至少一個(gè)，推導(dǎo)出與上述測量溫度對應(yīng)的栗RPM命令值；基 于每個(gè)溫度圖，檢查關(guān)于每個(gè)測量溫度的過溫狀態(tài)，并且設(shè)置每個(gè)測量溫度的過溫設(shè)置狀 態(tài)和過溫重置狀態(tài)；基于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值和逆變器溫度，當(dāng)高扭矩和高溫狀態(tài)保持預(yù)定 時(shí)間時(shí)，執(zhí)行用于增加上述泵的RPM的前饋控制；和當(dāng)上述前饋控制條件未滿足并且上述 測量溫度中的至少一個(gè)與上述過溫設(shè)置狀態(tài)（0T_Set)對應(yīng)時(shí)，施加通過上述溫度圖推導(dǎo)出 的上述泵RPM命令值的最大值作為最終的泵RPM命令值。
[0020] 上述推導(dǎo)出上述栗RPM命令值的步驟，可以包括：推導(dǎo)出對于電動(dòng)機(jī)溫度、逆變器 溫度、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度和上述電子部件與冷卻劑之間的 溫差中的至少一個(gè)的泵RPM命令值。
[0021] 上述設(shè)置過溫設(shè)置狀態(tài)和過溫重置狀態(tài)的步驟，可以包括：檢查電動(dòng)機(jī)溫度、逆變 器溫度、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度和上述電子部件與冷卻劑之間 的溫差中的至少一個(gè)是否與過溫狀態(tài)對應(yīng)。
[0022] 上述執(zhí)行前饋控制的步驟，可以包括：啟動(dòng)前饋控制后，推導(dǎo)出前饋栗RPM命令值 作為大于最大栗RPM的預(yù)定百分比的值；和施加對于上述測量溫度的栗rpm命令值和上述 前饋栗RPM命令值之中的最大值作為最終的栗RPM命令值。
[0023]上述方法還可以包括：當(dāng)上述前饋控制條件未滿足，每個(gè)測量溫度與上述過溫重 置狀態(tài)對應(yīng)并且車輛處于停車狀態(tài)、空檔狀態(tài)或與低于預(yù)定速度的速度對應(yīng)的低速狀態(tài) 時(shí)，控制最終的泵RPM命令值成為低于最大泵RPM的預(yù)定百分比的值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池車的電子部件和冷卻劑回路。
[0025] 圖2是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的 裝置的框圖。
[0026] 圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于冷卻控制的溫度圖。
[0027] 圖4是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制車輛的電子部件的冷卻的方法的 流程圖。
[0028] 圖5示出對現(xiàn)有技術(shù)的方法的電子部件冷卻控制結(jié)果與本發(fā)明的示例性實(shí)施例 的方法的電子部件冷卻控制結(jié)果進(jìn)行比較的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 現(xiàn)參考附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車的電子部件 的冷卻的裝置和方法。
[0030] 圖2是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的 裝置的框圖。
[0031] 參考圖2,用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的裝置100包括用于收集燃料 電池車的電子部件的測量溫度的監(jiān)控器110和基于上述測量溫度控制泵的RPM的控制器 120。
[0032] 上述電子部件可以包括電動(dòng)機(jī)、逆變器、HV DC-DC和LV DC-DC。上述燃料電池車 的冷卻劑回路被串聯(lián)和并聯(lián)連接，并通過泵來冷卻上述電子部件。
[0033] 監(jiān)控器110通過電動(dòng)機(jī)溫度傳感器111、逆變器溫度傳感器112、HV DC-DC溫度傳 感器113、LV DC-DC溫度傳感器114和冷卻劑溫度傳感器115,實(shí)時(shí)收集上述電子部件的測 量溫度和冷卻劑的測量溫度。
[0034] 此外，監(jiān)控器110可以連同車輛中的控制器(未示出)監(jiān)控車輛的整體工作狀態(tài)，例 如檔速（shift-speed)、車速等。
[0035] 基于電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和表示該電子部件與冷卻劑之間的溫差的溫 差圖中的至少一個(gè)，控制器12〇控制泵的RPM。此處，利用上述溫度圖的過溫設(shè)置（0T_Set : over-temperature set)信息和過溫重置（〇T_Reset :over-temperature reset)信息，控制 器120有效控制泵的RPM。
[0036] 圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于冷卻控制的溫度圖。
[0037] 參考圖3,控制器120存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)溫度圖A1、逆變器溫度圖Bl、HV DC-DC溫度圖 Cl、LV DC-DC溫度圖D1、冷卻劑溫度圖El和表示電子部件與冷卻劑之間的溫差的溫差圖 F1。
[0038] 圖3中，溫度由Tn_A、Tn_B、Tn_C、Tn_D、Tn_E和Tn_F表示，與這些溫度對應(yīng)的泵 RPM 命令值由 Rm_A、Rm_B、Rra_C、Rm_D、Rm_E 和 Rm_F 表示。
[0039] 基于電子部件溫度圖Al、Bl、Cl和Dl、冷卻劑溫度圖El和溫差圖FI,控制器l2〇 推導(dǎo)出對于由監(jiān)控器110收集的電子部件和冷卻劑的溫度的泵RPM命令值。
[0040] 例如，在溫度T2_A、T2_B、T2_C、T2_D、T2_E和T2_F的情形中，能夠推導(dǎo)出與這些 溫度對應(yīng)的的泵RPM命令值R2_A、R2_B、R2_C、R2_D、R2_E和R 2_F。
[0041] 基于由監(jiān)控器110收集的測量溫度和電子部件溫度圖Al、Bl、Cl和Dl、冷卻劑溫 度圖El和溫差圖F1中的至少一個(gè)，控制器120控制栗的RPM。詳細(xì)控制方法通過下列實(shí)施 例進(jìn)行描述。
[0042] 示例性實(shí)施例1
[0043] 利用每個(gè)溫度圖的過溫設(shè)置（0T_Set)信息和過溫重置（〇T_Reset)信息，控制器 120控制泵的RPM。
[0044] 控制器120事先在每個(gè)溫度圖中設(shè)置用于檢查過溫狀態(tài)的過溫參考值。當(dāng)電動(dòng)機(jī) 溫度、逆變器溫度、HV DC-DC溫度、LV DC-DC溫度、冷卻劑代表溫度和電子部件與冷卻劑之 間的溫差高于過溫參考值時(shí)，控制器120確定這些溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)（〇T_Set)。當(dāng)這些 溫度低于過溫參考值時(shí)，控制器120確定這些溫度對應(yīng)于過溫重置狀態(tài)（0T_Reset)。
[0045] 當(dāng)控制器120確認(rèn)電動(dòng)機(jī)溫度、逆變器溫度、HV DC-DC溫度、LV DC-DC溫度、冷卻 劑代表溫度和上述溫差中的至少一個(gè)對應(yīng)于過溫狀態(tài)（〇T_Set)時(shí)，控制器120能夠施加對 于上述測量溫度的泵RPM命令值Rm_A至Rra_F中的最大值作為最終的栗RPM命令值。
[0046] 而且，當(dāng)控制器120確定上述測量溫度低于過溫參考值時(shí)，控制器120能夠施加最 終的泵RPM命令值作為正常值。此處，正常值可以是基于在下文中詳細(xì)描述的溫度圖推導(dǎo) 出的泵RPM命令值中的一個(gè)，或者是泵RPM命令值的平均值。
[0047] 示例性實(shí)施例2
[0048] 控制器120可以基于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值和逆變器溫度，檢測出高扭矩和高溫狀態(tài) 持續(xù)預(yù)定時(shí)間，以便優(yōu)先執(zhí)行用于增加栗的RPM的前饋（FF)控制。
[0049] 通過下列實(shí)施例，對FF控制條件進(jìn)行詳細(xì)描述，用于該控制條件的參考值可以設(shè) 置如下。
[0050] -TH1和TH4是指關(guān)于電動(dòng)機(jī)高扭矩狀態(tài)的參考值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)參考扭矩的最大值是 100%時(shí)，ΤΗΙ和TH4可以被設(shè)置為20至100%范圍內(nèi)的值。
[0051] -ΤΗ2和ΤΗ5是指關(guān)于逆變器高溫狀態(tài)的參考值，其可以被設(shè)置為20°C至70°C范圍 內(nèi)的值。
[0052] -TH3和TH6是指電動(dòng)機(jī)高扭矩狀態(tài)和逆變器高溫狀態(tài)被保持的參考持續(xù)時(shí)間，其 可以被設(shè)置為〇· 5至10秒范圍內(nèi)的值。
[0053]上述參考值不限于上述的值，能夠應(yīng)用通過各種實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出的最優(yōu)值作為上述參 考值。
[0054] (1) FF控制開啟（On)條件：（電動(dòng)機(jī)扭矩參考值彡TH1)且(逆變器溫度彡TH2)且 (持續(xù)時(shí)間彡ΤΗ3):
[0055] 當(dāng)電動(dòng)機(jī)扭矩參考值高于第一參考值ΤΗ1，逆變器溫度高于第二參考值ΤΗ2的狀 態(tài)保持與第三參考值ΤΗ3對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，控制器120可以啟動(dòng)FF控制。此處，通過FF控制， 栗的RPM可以被設(shè)置為高于正常值。
[0056] 雖然在上述控制條件下，電動(dòng)機(jī)扭矩參考值可以被用于檢查車速是高還是低，但 是由于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值可能根據(jù)路面的坡度，變得與實(shí)際車速不同，因此所述電動(dòng)機(jī)扭 矩參考值需要與車速區(qū)分(需要與應(yīng)用車速的情況區(qū)分)。
[0057] g卩，在應(yīng)用車速的情況下，當(dāng)車輛行駛在陡峭的上坡路時(shí)，由于路面的負(fù)載，即使 電動(dòng)機(jī)扭矩參考值高于與高速控制對應(yīng)的第一參考值TH1，實(shí)際車速也會(huì)降低，因此，盡管 是高溫的情況，冷卻性能還是變差。
[0058] 相反，當(dāng)車輛行駛在陡峭的下坡路時(shí)，由于下坡加速度，即使電動(dòng)機(jī)扭矩參考值低 于與低速控制對應(yīng)的第一參考值TH1，實(shí)際車速也會(huì)增加，因此，過度的冷卻控制被多余地 執(zhí)行。
[0059] (2) FF控制關(guān)閉（OFF)條件：（電動(dòng)機(jī)扭矩參考值〈TH4)且(逆變器溫度<TH5)且 (持續(xù)時(shí)間彡TH6):
[0060] 當(dāng)電動(dòng)機(jī)扭矩參考值低于第四參考值TH4,逆變器溫度低于第五參考值TH5,并且 這種狀態(tài)保持與第六參考值TH6對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，控制器120可以取消FF控制，并且將泵的 RPM返回到正常值。
[0061] ( 3) FF控制開啟時(shí)的RPM命令值：R_FF :
[0062] 在FF控制啟動(dòng)后，控制器120可以推導(dǎo)出FF泵RPM命令值R_FF。此處，R_FF可 以是表示大于或等于最大泵RPM的預(yù)定百分比(例如，40%)的高RPM的值。
[0063] 控制器12〇可以檢測車輛處于怠速和慢行速度區(qū)域的過渡駕駛時(shí)段，并且只要未 發(fā)生電子部件的冷卻問題，就使泵的運(yùn)行最小化，從而降低噪音。
[0064] 例如，當(dāng)檔位（shift range)處于駐車檔P或空檔N或者車速低，并且基于溫度圖， 所有電子部件的溫度與低溫狀態(tài)〇T_Reset對應(yīng)，F(xiàn)F控制處于關(guān)閉（OFF)時(shí)，控制器120可 以施加低RPM R_min作為最終的栗RPM命令值。在這里，Rjnin可以是表示小于最大栗RpM 的預(yù)定百分比(例如，40%)的低RPM的值。
[0065] 示例性實(shí)施例3
[0066] 下面將描述基于上述包括第一和第二實(shí)施例的冷卻控制裝置100的結(jié)構(gòu)的本發(fā) 明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的方法。
[0067]圖4是示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于控制燃料電池車的電子部件的冷卻的 方法的流程圖。
[0068]參考圖4,冷卻控制裝置100可以通過監(jiān)控器110收集電子部件溫度和冷卻劑溫度 (SlOl)o
[0069] 冷卻控制裝置100可以基于溫度圖A1至F1，推導(dǎo)出對于電子部件溫度的栗RPM命 令值(S102)。
[0070] 對步驟S102進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0071] 冷卻控制裝置100可以基于電動(dòng)機(jī)溫度圖A1，推導(dǎo)出對于電動(dòng)機(jī)溫度的栗RPM命 令值Rm_A。
[0072] 冷卻控制裝置100可以基于逆變器溫度圖B1，推導(dǎo)出對于逆變器溫度的泵RPM命 令值Rm_B。
[0073] 冷卻控制裝置1〇〇可以基于HV DC-DC溫度圖C1，推導(dǎo)出對于HV DC-DC溫度的泵 RPM命令值Rm_C。
[0074] 冷卻控制裝置100可以基于LV DC-DC溫度圖D1，推導(dǎo)出對于LVDC-DC溫度的栗 RPM命令值Rm_D。
[0075] 冷卻控制裝置1〇〇可以基于冷卻劑溫度圖E1，推導(dǎo)出對于當(dāng)前冷卻劑代表溫度的 栗RPM命令值Rm_E。
[0076] 冷卻控制裝置100可以基于溫差圖F1，推導(dǎo)出對于當(dāng)前溫差的泵RPM命令值Rm_ F，其中，當(dāng)前溫差是電子部件與冷卻劑代表溫度之間的溫差。
[0077] 冷卻控制裝置100可以基于對應(yīng)的溫度圖A1至F1，檢查每個(gè)電子部件的過溫狀 態(tài)，并且當(dāng)對應(yīng)的電子部件的溫度超出過溫參考值時(shí)，設(shè)置過溫參考值（S103)。
[0078] 下面進(jìn)一步對步驟S103進(jìn)行描述。
[0079] 冷卻控制裝置100可以基于電動(dòng)機(jī)溫度圖A1，檢查當(dāng)前的電動(dòng)機(jī)溫度是否與過溫 狀態(tài)對應(yīng)，并且當(dāng)當(dāng)前的電動(dòng)機(jī)溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置〇T_A。
[0080] 冷卻控制裝置100可以基于逆變器溫度圖B1，檢查當(dāng)前的逆變器溫度是否與過溫 狀態(tài)對應(yīng)，并且當(dāng)當(dāng)前的逆變器溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置〇T_B。
[0081] 冷卻控制裝置100可以基于HV DC-DC溫度圖C1，檢查當(dāng)前的HV DC-DC溫度是否 與過溫狀態(tài)對應(yīng)，并且當(dāng)當(dāng)前的HV DC-DC溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置0T_C。
[0082] 冷卻控制裝置100可以基于LV DC-DC溫度圖D1,檢查當(dāng)前的LVDC-DC溫度是否與 過溫狀態(tài)對應(yīng)，并且當(dāng)當(dāng)前的LV DC-DC溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置0T_D。
[0083] 冷卻控制裝置100可以基于冷卻劑溫度圖E1，檢查當(dāng)前的冷卻劑代表溫度是否與 過溫狀態(tài)對應(yīng)，并且當(dāng)當(dāng)前的冷卻劑代表溫度對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置〇T_E。
[0084] 冷卻控制裝置100可以基于溫差圖F1，檢查當(dāng)前的溫差是否與過溫狀態(tài)對應(yīng)，并 且當(dāng)當(dāng)前的溫差對應(yīng)于過溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)置0T_F。
[0085] 冷卻控制裝置100可以檢查FF控制開啟條件是否滿足，該FF控制開啟條件是電 動(dòng)機(jī)扭矩參考值高于第一參考值TH1并且逆變器溫度高于第二參考值TH2的持續(xù)時(shí)間比與 第三參考值TH3對應(yīng)的時(shí)間長（S104)。
[0086] 當(dāng)在步驟S104中FF控制開啟條件滿足時(shí)，冷卻控制裝置100可以啟動(dòng)泵FF控制， 并且推導(dǎo)出根據(jù)FF控制的泵RPM命令值R_FF (S105)。
[0087] 冷卻控制裝置100可以施加 Rm_A至Rm_F和R_FF中的最大值作為最終的泵RPM 命令值（S106)。
[0088] 當(dāng)在步驟S104中FF控制開啟條件不滿足時(shí)，冷卻控制裝置100可以檢查電子部 件的溫度中的至少一個(gè)是否與過溫狀態(tài)對應(yīng)（S107)。
[0089] 當(dāng)冷卻控制裝置100確認(rèn)電子部件的溫度中的至少一個(gè)與過溫狀態(tài)對應(yīng)時(shí)，冷卻 控制裝置可以施加栗RPM命令值伽_八至1^1_?中的最大值作為最終的泵RPM命令值（S108)。 [0090] 當(dāng)在步驟S107中，冷卻控制裝置100確定電子部件的溫度不與過溫狀態(tài)對應(yīng)時(shí)， 冷卻控制裝置100可以檢查車速是否低（S109)。
[0091] 例如，當(dāng)檔位與停車檔p或空檔N對應(yīng)或者車速低于20kph時(shí)，冷卻控制裝置100 施加1〇^11作為最終的泵1?^命令值（3110)。
[0092] 當(dāng)車輛不處于上述條件下的低速狀態(tài)時(shí)，冷卻控制裝置100可以執(zhí)行步驟S108。
[0093] 在步驟S106后，如果電動(dòng)機(jī)扭矩參考值低于第四參考值TH4并且逆變器溫度低于 第五參考值TH5的狀態(tài)保持與第六參考值TH6對應(yīng)的時(shí)間，那么栗FF狀態(tài)能夠被關(guān)閉。
[0094] 當(dāng)電子部件和冷卻劑的溫度低于過溫參考值時(shí)，關(guān)于電子部件溫度圖Al、Bl、C1 和D1,冷卻劑溫度圖E1以及溫差圖F1的過溫狀態(tài)可以被取消。當(dāng)過溫狀態(tài)被取消時(shí)，過溫 設(shè)置可以被重置（〇T_A Reset至0T_F Reset)。
[0095] 圖5示出對現(xiàn)有技術(shù)的方法的電子部件冷卻控制結(jié)果與本發(fā)明的示例性實(shí)施例 的控制方法的電子部件的冷卻控制結(jié)果進(jìn)行比較的曲線圖。
[0096] 參考圖5,在相同車輛和運(yùn)行條件下，現(xiàn)有技術(shù)的電子部件冷卻控制方法指示泵的 主要過渡運(yùn)行區(qū)域，該泵在過渡運(yùn)行時(shí)段過度地被驅(qū)動(dòng)，從而降低了燃料效率并且產(chǎn)生過 量的噪音。
[0097] 另一方面，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電子部件冷卻控制方法可以在過渡運(yùn)行時(shí)段 通過栗的最低運(yùn)行降低噪音，由此解決車輛在高功率運(yùn)行后在車輛慢行或怠速期間由泵引 起的噪音問題。
[0098] 能夠從除電動(dòng)機(jī)的高扭矩區(qū)域以外的市區(qū)功率計(jì)駕駛安排（UDDS :Urban Dynamometer Driving Schedule)模式的測試結(jié)果得以確認(rèn)：與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，燃料 效率提商了 1%以上。
[0099] 而且，能夠執(zhí)行使用電子部件，例如電動(dòng)機(jī)、逆變器、HV DC-DC、LV DC-DC等的工作 溫度和過溫設(shè)置及重置信息的泵RPM控制，從而將用串聯(lián)和并聯(lián)的冷卻劑回路連接起來的 電子部件的工作溫度保持在可允許范圍內(nèi)。
[0100] 本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以通過用于執(zhí)行與上述實(shí)施例結(jié)構(gòu)對應(yīng)的功能 的程序和存儲(chǔ)該程序的記錄介質(zhì)以及上述裝置和/或方法來實(shí)施，這種實(shí)施方案 (implementation)能夠由上述實(shí)施例所屬的本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。
[0101] 雖然已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是實(shí)踐性示例性實(shí)施例的實(shí)施例來描述了本發(fā)明，但應(yīng) 當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所公開的實(shí)施例，恰恰相反，其可以涵蓋被包括在所附權(quán)利要求的 精神和范圍內(nèi)的各種變形和等效配置。
【權(quán)利要求】
1. 一種用泵對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷卻劑回路的電子部件的冷卻 進(jìn)行控制的裝置，其特征在于，包括： 監(jiān)控器，配置為通過多個(gè)溫度傳感器，收集所述電子部件的測量溫度和冷卻劑的測量 溫度；和 控制器，配置為基于所述測量溫度和電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖及表示所述電子 部件與冷卻劑之間的溫差的溫差圖中的至少一個(gè)，控制所述泵的RPM，所述控制器使用每個(gè) 溫度圖的過溫設(shè)置信息和過溫重置信息，控制所述栗的RPM。
2. -種用栗對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷卻劑回路的電子部件的冷卻 進(jìn)行控制的裝置，其特征在于，包括： 監(jiān)控器，配置為通過多個(gè)溫度傳感器，收集所述電子部件的測量溫度和冷卻劑的測量 溫度；和 控制器，配置為基于所述測量溫度和電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖及表示所述電子 部件與冷卻劑之間的溫差的溫差圖中的至少一個(gè)，控制所述泵的RPM，所述控制器執(zhí)行前饋 控制，所述前饋控制中基于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值和逆變器溫度，檢測出高扭矩和高溫狀態(tài)持 續(xù)預(yù)定時(shí)間后，優(yōu)先增加所述泵的RPM。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述電子部件包括電動(dòng)機(jī)、逆變器、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中的至 少一個(gè)，所述溫度圖包括根據(jù)所述測量溫度的用于冷卻控制的泵RPM命令值信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器進(jìn)一步配置為： 基于所述電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和溫差圖，推導(dǎo)出對于由所述監(jiān)控器收集的 所述電子部件和冷卻劑的測量溫度的泵RPM命令值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫度、逆變器溫度、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度和所 述電子部件與冷卻劑之間的溫差中的至少一個(gè)超過預(yù)定的過溫參考值時(shí)，所述控制器配置 為確定與所述溫度對應(yīng)的電子部件處于過溫設(shè)置狀態(tài)，并且施加通過所述溫度圖推導(dǎo)出的 泵RPM命令值的最大值作為最終的泵RPM命令值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于： 當(dāng)所有所述測量溫度低于所述過溫參考值并且車速不低時(shí)，所述控制器配置為施加通 過所述溫度圖推導(dǎo)出的所述泵RPM命令值的最大值作為最終的泵RPM命令值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于： 所述電子部件包括電動(dòng)機(jī)、逆變器、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中的至 少一個(gè)，所述溫度圖包括根據(jù)所述測量溫度的用于冷卻控制的泵RPM命令值信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于： 所述控制器基于所述電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和溫差圖，推導(dǎo)出對于由所述監(jiān) 控器收集的所述電子部件和冷卻劑的測量溫度的栗RPM命令值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于： 當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)扭矩參考值高于用于判斷高扭矩的第一參考值并且所述逆變器溫度高 于用于判斷高溫的第二參考值的狀態(tài)保持與預(yù)定的第三參考值對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，所述控制器 配置為啟動(dòng)用于將所述栗的RPM設(shè)置為高于正常值的前饋控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于： 當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)扭矩參考值低于與高扭矩狀態(tài)對應(yīng)的第四參考值并且所述逆變器溫度 低于與高溫狀態(tài)對應(yīng)的第五參考值的狀態(tài)保持與預(yù)定的第六參考值對應(yīng)的時(shí)間時(shí)，所述控 制器配置為取消所述前饋控制，并且使所述泵RPM返回正常值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制器配置為： 檢測所述車輛處于怠速和慢行速度區(qū)域的過渡運(yùn)行時(shí)段，并且施加預(yù)定的低RPM作為 最終的栗RPM命令值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制器配置為： 檢測所述車輛處于怠速和慢行速度區(qū)域的過渡運(yùn)行時(shí)段，并且施加預(yù)定的低RPM作為 最終的泵RPM命令值。
13. -種用泵對燃料電池車中設(shè)置于串聯(lián)和并聯(lián)連接的冷卻劑回路的電子部件的冷卻 進(jìn)行控制的方法，其特征在于，包括： 通過監(jiān)控器，收集所述電子部件的測量溫度和冷卻劑的測量溫度； 基于電子部件溫度圖、冷卻劑溫度圖和表示所述電子部件與冷卻劑之間的溫差的溫差 圖中的至少一個(gè)，推導(dǎo)出與所述測量溫度對應(yīng)的栗RPM命令值； 基于每個(gè)溫度圖，檢查關(guān)于每個(gè)測量溫度的過溫狀態(tài)，并且設(shè)置每個(gè)測量溫度的過溫 設(shè)置狀態(tài)和過溫重置狀態(tài)； 基于電動(dòng)機(jī)扭矩參考值和逆變器溫度，當(dāng)高扭矩和高溫狀態(tài)保持預(yù)定時(shí)間時(shí)，執(zhí)行用 于增加所述栗的轉(zhuǎn)速的前饋控制；和 當(dāng)所述前饋控制條件未滿足并且所述測量溫度中的至少一個(gè)與所述過溫設(shè)置狀態(tài)對 應(yīng)時(shí)，施加通過所述溫度圖推導(dǎo)出的所述泵RPM命令值的最大值作為最終的泵RPM命令值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述推導(dǎo)出所述泵RPM命令值的步驟， 包括： 推導(dǎo)出對于電動(dòng)機(jī)溫度、逆變器溫度、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器 溫度和所述電子部件與冷卻劑之間的溫差中的至少一個(gè)的栗RPM命令值。
15·根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置過溫設(shè)置狀態(tài)和過溫重置狀 態(tài)的步驟，包括： 檢查電動(dòng)機(jī)溫度、逆變器溫度、高電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度、低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器溫度和 所述電子部件與冷卻劑之間的溫差中的至少一個(gè)是否與過溫狀態(tài)對應(yīng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行前饋控制的步驟包括： 啟動(dòng)前饋控制后，推導(dǎo)出前饋泵RPM命令值作為大于最大泵RPM的預(yù)定百分比的值；和 施加對于所述測量溫度的栗RPM命令值和上述前饋泵RPM命令值之中的最大值作為最 終的泵RPM命令值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括： 當(dāng)所述前饋控制條件未滿足，每個(gè)測量溫度與所述過溫重置狀態(tài)對應(yīng)并且車輛處于停 車狀態(tài)、空檔狀態(tài)或與低于預(yù)定速度的速度對應(yīng)的低速狀態(tài)時(shí)，控制最終的栗RPM命令值 成為低于最大栗RPM的預(yù)定百分比的值。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK104216439SQ201310647745
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】全淳一, 李圭一, 金大鐘 申請人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車株式會(huì)社