[發明專利]用于燃料電池車輛的熱管理系統

在審

• 申請號: 202010461737.9
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN112824140A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 李珍憲;金泰均;池炫周;張旭日;權五琸;樸勛雨;樸哲完
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: B60L58/31
• 分類號: B60L58/31;B60L58/33;B60L58/34;H01M8/04029;H01M8/04701;H01M8/04746
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;趙愛玲

本公開涉及一種用于燃料電池車輛的熱管理系統。該熱管理系統包括：燃料電池堆；加熱器，被配置為利用由燃料電池堆產生的電力；散熱器，被配置為冷卻冷卻劑；泵，被配置為使冷卻劑循環；以及閥，被配置為通過調節從燃料電池堆、加熱器和散熱器中的至少一個供應到泵的冷卻劑的流量來控制冷卻劑的溫度。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年11月21日提交的申請號為10-2019-0150658的韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及一種用于燃料電池車輛的熱管理系統。

背景技術

燃料電池車輛是指使用燃料電池作為動力源的車輛。安裝在這種燃料電池車輛中的燃料電池系統包括燃料電池堆、氫氣供應系統、空氣供應系統和熱管理系統。其中，熱管理系統阻斷并冷卻熱以保持燃料電池發電系統內的熱平衡，并回收過多的熱或在車輛啟動時輔助發電機預熱。熱管理系統利用兩個閥，即三通閥和四通閥，來執行溫度控制(正常運行)、在冷啟動(cold start)時的發電機預熱、在停車(shutdown)時的殘留氧氣消耗(或在碰撞時的電池堆內部電力消耗)、在下坡行駛時的由于電池充滿電而導致的再生制動能量消耗、以及防止離子過濾器高溫暴露。由于這種常規的熱管理系統使用兩個閥，因此需要大量的系統材料成本。

發明內容

提供本公開以解決現有技術中出現的上述問題，同時完好地保持現有技術所實現的優點。

本公開的實施例提供一種能夠利用一個閥來控制冷卻劑的溫度和冷卻劑流的用于燃料電池車輛的熱管理系統。

本發明構思要解決的技術問題不限于上述問題，并且本公開所屬領域的技術人員將從以下描述中清楚地理解本文中未提及的任何其它技術問題。

根據本發明的實施例，一種用于燃料電池車輛的熱管理系統包括：燃料電池堆；加熱器，利用由燃料電池堆產生的電力；散熱器，冷卻冷卻劑；泵，使冷卻劑循環；以及閥，通過調節從燃料電池堆、加熱器和散熱器中的至少一個供應到泵的冷卻劑的流量來控制冷卻劑的溫度。

閥設置在散熱器和泵之間。

閥包括五通閥。

熱管理系統進一步包括控制器，控制器控制五通閥的每個入口的開度。

控制器安裝在閥內。

控制器通過選擇性地控制與散熱器的出口端連接的閥的第一入口的開度和與燃料電池堆的出口端連接的閥的第二入口的開度來調節冷卻劑的溫度。

在電池充滿電的狀態下，控制器通過將通過再生制動產生的電能供應到加熱器來消耗電能，并且通過調節與加熱器連接的閥的第三入口的開度來調節通過加熱器的冷卻劑的流量。

在冷啟動時，控制器控制與燃料電池堆的出口端連接的閥的第二入口的開度以及關閉與散熱器的出口端連接的閥的第一入口的開度，以控制供應到燃料電池堆和加熱器的冷卻劑的流量。

當從燃料電池堆產生的熱能超過散熱器的散熱極限時，控制器控制與離子過濾器連接的閥的第五入口的開度，以減少或阻斷流入離子過濾器的冷卻劑的流量。

熱管理系統進一步包括離子過濾器，離子過濾器設置在泵的出口端和閥之間，并去除冷卻劑中的離子。

熱管理系統進一步包括熱交換器，熱交換器芯設置在泵的出口端和閥之間，并利用冷卻劑的熱能來調節車輛的室內溫度。

閥設置在燃料電池堆和散熱器之間。

閥包括五通閥和控制五通閥的每個入口的開度的控制器。

控制器通過選擇性地控制與泵的入口端連接的閥的第一入口的開度和與散熱器的入口端連接的閥的第二入口的開度來調節冷卻劑的溫度。