[發(fā)明專利]燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011124417.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112909307B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 查少平;陶喜軍;李驍;唐生態(tài)
• 申請（專利權）人: 武漢眾宇動力系統科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0432
• 分類號: H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04029;H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/04701;H01M8/04746;B60L58/32;B60L58/33;B60L58/34
• 代理公司: 上海聯益知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31427
• 代理人: 尹飛宇

本發(fā)明提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統包括一電堆、一管道組件、一流量調控元件、一加熱器、一熱交換器以及一散熱器。所述電堆具有一冷卻進口和一冷卻出口，其中所述管道組件與所述電堆的所述冷卻進口和所述冷卻出口相連通，其中所述流量調控元件具有一進口、一第一出口、一第二出口、以及一第三出口，所述加熱器、所述熱交換器以及所述散熱器通過所述管道組件與所述電堆的所述冷卻進口相連通，通過調整所述流量調控元件的所述第一出口、所述第二出口以及所述第三出口的開口狀態(tài)。

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池領域，尤其涉及一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法。

背景技術

燃料電池系統作為富有前途的車用動力系統替代方案之一，在長續(xù)航商用車領域有著諸多優(yōu)勢。隨著車用燃料電池動力系統的技術進步，使其可以在更低的環(huán)境溫度中工作。然而在低溫環(huán)境中工作的車輛，必須要考慮如何實現更加快速的暖機，并充分利用燃料電池反應余熱進行客艙供暖，以便更加高效的利用能源。

當前處在示范運營階段的燃料電池汽車，冬季客艙供暖多采用獨立的客艙供暖模塊進行，并未使用換熱器吸收燃料電池工作時產生的大量余熱，或直接引流通過燃料電池電堆的冷卻介質流經客艙供暖空調的暖風芯體。這樣就造成了燃料電池車在冬季實際使用時，整車的能源轉化效率降低。現有技術也主要集成中在研發(fā)能力更強的燃料電池乘用車領域，或純粹的理論層面，沒有實踐意義。

申請公布號為CN109962268B的中國發(fā)明專利申請揭示了一種燃料電池汽車熱管理方法，其描述的是整車的綜合熱管理方案，其中該申請方案的整車熱管理系統包括燃料電池子系統、動力電池子系統、乘客艙供暖子系統及其熱交換控制子系統。申請公布號為CN111129541A的中國發(fā)明專利申請揭示了一種車用燃料電池的熱循環(huán)管理系統，其主要描述電堆冷卻系統及客艙供暖系統，由客艙熱交換器連接電堆冷卻系統及客艙供暖系統。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個主要優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統基于燃料電池發(fā)動機系統自身的獨立熱管理系統，所述燃料電池熱管理系統可以接受整車信號進行協同控制。

本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統可以在不依賴整車熱管理系統的任何支持下獨立運行，完成燃料電池的冷啟動控制，運行過程中的溫度波動控制及高效散熱。

本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統聯系整車熱管理系統，協助提供客艙供暖，并在任何客艙供暖控制策略下，都不會影響燃料電池自身的熱管理效果。

本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統可以廣泛適應不同整車廠的不同熱管理構架。

本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統包括一流量調控元件，所述流量調控元件用以集成控制系統冷卻介質(水)的流向和/或流量，其系統原理清晰簡單，可以控制各種不同工況。

本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于提供一燃料電池熱管理系統和燃料電池熱管理方法，其中所述燃料電池熱管理系統通過所述流量調控元件的型線設計控制在不同階段冷卻介質的流向，以實現對燃料電池和整車的熱管理。

本發(fā)明的其它優(yōu)勢和特點通過下述的詳細說明得以充分體現并可通過所附權利要求中特地指出的手段和裝置的組合得以實現。

依本發(fā)明的一個方面，能夠實現前述目的和其他目的和優(yōu)勢的本發(fā)明的一燃料電池熱管理系統，包括：

一電堆，所述電堆具有一冷卻進口和一冷卻出口；

一管道組件，其中所述管道組件與所述電堆的所述冷卻進口和所述冷卻出口相連通；