[發明專利]燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統及方法

在審

• 申請號: 202010070839.8
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111251829A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫曉琳;王婷
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32;B60L58/26;B60L58/27
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

1.一種燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：包括電動壓縮機、氣液分離器、四通換向閥、前艙換熱模塊、單向閥并聯段、制冷劑并聯段、動力電池系統、膨脹水箱和水泵，電動壓縮機的輸出端與四通換向閥的端口A連接；四通換向閥的端口B、前艙換熱模塊、單向閥并聯段、制冷劑并聯段和四通換向閥的端口C依次串聯；四通換向閥的端口D、氣液分離器和電動壓縮機的輸入端依次串聯，用于形成完整的制冷劑回路；所述單向閥并聯段包括并聯設置的第一單向閥和第二單向閥，制冷劑并聯段包括并聯設置的第一制冷劑支路和第二制冷劑支路，第一制冷劑支路用于為乘客艙提供冷量或熱量，第二制冷劑支路用于為動力電池系統的冷卻回路提供冷量或熱量，第二制冷劑支路包括電池換熱器，電池換熱器的冷卻液出口與動力電池系統的冷卻液入口連接，動力電池系統的冷卻液出口、膨脹水箱、水泵與電池換熱器的冷卻液入口依次串聯，用于形成動力電池冷卻回路。

2.根據權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：所述第一制冷劑支路包括依次串聯設置的第一電磁閥、第一膨脹閥、乘客艙換熱模塊和第二電磁閥，所述第二制冷劑支路包括依次串聯設置的第三電磁閥、第二膨脹閥、電池換熱器和第四電磁閥。

3.根據權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：所述第一單向閥的通行方向為由前艙換熱模塊通向制冷劑并聯段，第二單向閥的通行方向為由制冷劑并聯段通向前艙換熱模塊。

4.根據權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：所述電動壓縮機為直流電動渦旋壓縮機，四通換向閥為H型四通換向閥，電池換熱器為制冷劑-冷卻液型人字形波紋板換熱器。

5.根據權利要求2所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：所述前艙換熱模塊包括安裝在汽車前艙的平行流換熱器和前艙風機，前艙風機為吸風式高壓風機；乘客艙換熱模塊包括安裝在汽車乘客艙的層疊式換熱器、乘客艙風機以及設置在層疊式換熱器上的溫度傳感器，乘客艙風機為吹風式風機。

6.根據權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：所述動力電池系統包括電池箱體、電池冷板以及設于箱體內部的電池組，電池組由若干片單電池組成，各單電池上均布置溫度傳感器；電池冷板安裝在電池組底部，電池冷板內設置有蛇形微通道冷卻液流道，溫度傳感器布置于流道入口處，用于測量冷卻液溫度。

7.根據權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統，其特征在于：還包括汽車溫度控制器ATC和控制器局域網CAN，控制器局域網CAN用于傳遞汽車溫度控制器ATC和電動壓縮機、前艙換熱模塊、第一制冷劑支路、第二制冷劑支路以及水泵之間的指令和信號；汽車溫度控制器ATC通過控制器局域網CAN用于實時監測并聯動控制電動壓縮機、前艙換熱模塊、第一制冷劑支路、第二制冷劑支路以及水泵。

8.一種如權利要求1所述的燃料電池汽車乘客艙與動力電池的雙溫控制系統的控制方法，其特征在于：夏季時，為滿足動力電池或乘客艙的降溫需求，提供了動力電池單冷模式、乘客艙單冷模式、動力電池與乘客艙雙冷模式；冬季時，為滿足乘客艙或動力電池的升溫需求，提供了動力電池單熱模式、乘客艙單熱模式、動力電池與乘客艙雙熱模式。