[發明專利]電動汽車燃料電池的熱電聯供系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910814840.4
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110525237A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 劉海洋;趙國華;袁中;潘立升;柴業鵬;吳磊;朱凱;陳鋮
• 申請（專利權）人: 奇瑞商用車(安徽)有限公司
• 主分類號: B60L50/70
• 分類號: B60L50/70;B60L58/27;B60L58/24;B60L58/33;B60H1/14;B60H1/22
• 代理公司: 34107 蕪湖安匯知識產權代理有限公司
• 代理人: 張巧嬋<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，所述的電動汽車包括整車控制單元(11)、電池管理系統(5)、燃料電池系統(13)、動力電池系統(15)、驅動電機(7)；其特征在于：所述的燃料電池系統(13)采用氫燃料電池(1)；所述的氫燃料電池(1)及動力電池系統(15)中的動力電池(4)并聯后，再通過逆變器(6)向所述的驅動電機(7)供電。

2.按照權利要求1所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的熱電聯供系統設有冷卻器(14)，所述的動力電池系統(15)通過水泵(16)與冷卻器(14)連接；所述的燃料電池系統(13)通過電磁閥(17)與冷卻器(14)連接。

3.按照權利要求2所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的電磁閥(17)與加熱器(19)連接；所述的加熱器(19)通過鼓風機(20)機將其熱量送至乘員艙(18)。

4.按照權利要求1所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的燃料電池系統(13)設有燃料電池控制器(2)、空氣供應裝置、氫供應裝置、水熱管理裝置及DC/DC轉換器(3)。

5.按照權利要求4所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的氫燃料電池(1)通過控制電路與燃料電池控制器(2)連接；所述的燃料電池控制器(2)通過控制電路與整車控制單元(11)連接；所述的動力電池(4)通過控制電路與電池管理系統(5)連接；所述的電池管理系統(5)通過控制電路與整車控制單元(11)連接；所述的整車控制單元(11)通過控制電路分別與逆變器(6)及驅動電機(7)連接。

6.按照權利要求4所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的空氣供應裝置包括空氣過濾器、空壓機、中冷器、加濕器、電磁閥、背壓閥、空氣壓力傳感器及空氣溫度傳感器。

7.按照權利要求4所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的氫供應裝置包括高壓儲氫瓶、氫氣中壓電磁閥、壓力控制器、氫氣循環泵、氣水分離器、排氣電磁閥、排水電磁閥、氫氣溫度傳感器及氫氣壓力傳感器。

8.按照權利要求4所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統，其特征在于：所述的水熱管理裝置包括氫氣中壓電磁閥、壓力控制器、氫氣循環泵、氣水分離器、排氣電磁閥、排水電磁閥、電池溫度傳感器及電池壓力傳感器。

9.按照權利要求1至8中任一項所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步驟：

步驟1)、車載的高壓儲氫瓶儲存的高壓氫氣輸向燃料電池系統(13)；在燃料電池系統(13)內，氫氣與空氣中的氧氣發生電化學反應，產生電能輸出；與此同時，該電化學反應過程中產生大量的熱量，需要通過冷卻系統的循環冷卻水帶走這些熱量；

步驟2)、當乘員艙(18)溫度較低時，電磁閥(17)開啟，步驟1)中產生的大流量的高溫循環冷卻水流經加熱器(19)，此時加熱器(19)中持續有大流量高溫循環冷卻水流通過，室外或者車內低溫空氣與加熱器(19)換熱，使得冷空氣溫度上升，可為全車乘員艙(18)供暖；只要燃料電池系統(13)持續工作，即可持續為整車輸入電能和持續供給暖氣；

步驟3)、當動力電池系統(15)溫度較低時，電磁閥(17)開啟，步驟1)中產生的大流量的高溫循環冷卻水流經冷卻器(14)中，同時動力電池系統(15)中低溫冷卻水通過電子水泵(16)泵入冷卻器(14)中與燃料電池系統(13)中流出的高溫循環冷卻水進行熱交換，將低溫冷卻水加熱到一定溫度，再流入動力電池系統(15)中，對動力電池4進行加熱。

10.按照權利要求9所述的電動汽車燃料電池的熱電聯供系統的控制方法，其特征在于：

在所述的步驟2)中，車內的空氣溫度傳感器實時監測車內環境溫度，并將該溫度信息反饋給整車控制單元(11)，整車控制單元(11)通過鼓風機(20)調整外界空氣的送入量，以控制車內環境溫度在20～25℃范圍內；

在所述的步驟3)中，所述的動力電池系統(15)內的電池溫度傳感器實時監測動力電池(4)溫度，并將該溫度信息反饋給電池管理系統(5)；電池管理系統(5)通過調節電子水泵(16)轉速和電磁閥(17)的開度大小，進而調整流入冷卻器(14)的熱水輸入量，以控制動力電池(4)的溫度范圍在20～30℃內。