[發明專利]一種適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法

在審

• 申請號: 202011166015.7
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112339614A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 翁昕晨;黃瑞;俞小莉;陳俊玄;祝慶偉;陳沛禹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60L58/26
• 分類號: B60L58/26;B60L58/33;B60L58/40;B60H1/14;B60H1/32;H01M8/04007;H01M8/04029;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6567;H01M10/663;H01M10/667
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法，其特征在于所述燃料電池汽車熱系統包括燃料電池散熱回路、動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路、熱化學儲熱模塊和吸附式制冷模塊；所述燃料電池散熱回路、動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路均包括將冷卻水流經散熱器的散熱循環、將冷卻水流經吸附式制冷模塊的余熱利用循環和將冷卻水流經熱化學儲熱模塊的儲熱/放熱循環；其中，燃料電池散熱回路、動力電池散熱回路的放熱循環即為冷啟動加熱循環；熱化學儲熱模塊可控制其內的工質進行儲熱或放熱；所述吸附式制冷模塊可向乘員艙提供熱量或通過其內部的制冷循環向乘員艙提供冷量；

所述協同管理方法包括如下步驟：

S1：系統啟動前，監測各回路冷卻水溫度并檢查乘員艙空調指令；若動力電池散熱回路冷卻水溫度低于動力電池適宜工作溫度，則燃料電池散熱回路及動力電池散熱回路開啟冷啟動加熱循環并根據乘員艙空調指令選擇電機電氣與空壓機散熱回路和熱化學儲熱模塊的工作模式；否則，僅燃料電池散熱回路開啟冷啟動加熱循環，并根據乘員艙空調指令選擇動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路和熱化學儲熱模塊的工作模式；

S2：啟動過程中，當動力電池或燃料電池冷卻水溫度達到各自理想工作溫度后，切換冷啟動加熱循環為儲熱循環，此時熱量由熱化學儲熱模塊內的工質進行存儲；

S3：啟動一定時間后，熱化學儲熱模塊到達儲熱上限后，停止儲熱，此時各回路根據乘員艙空調指令由儲熱循環切換為散熱循環和/或余熱利用循環；

S4：當需要停機時，乘員艙供暖或供冷通道關閉，所有回路均切換為散熱循環及時散出多余的熱量。

2.根據權利要求1所述的適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法，其特征在于，步驟S1中，當動力電池散熱回路冷卻水溫度低于動力電池適宜工作溫度時，所述的根據乘員艙空調指令選擇電機電氣與空壓機散熱回路和熱化學儲熱模塊的工作模式，具體為：

若空調指令為供暖，則電機電氣與空壓機散熱回路開啟放熱循環及余熱利用循環，將電機電氣與空壓機產熱以及釋放的化學儲熱全部帶至吸附式制冷模塊的余熱利用換熱器，通過鼓風帶走余熱利用換熱器的熱量為乘員艙供暖；

若空調指令為無需操作，則電機電氣與空壓機散熱回路開啟儲熱循環與散熱循環；

若空調指令為制冷，則電機電氣與空壓機散熱回路開啟放熱循環及余熱利用循環，將電機電氣與空壓機產熱以及釋放的化學儲熱全部帶至吸附式制冷模塊的余熱利用換熱器，余熱利用換熱器為制冷循環提供熱量，制冷循環的蒸發器通過工質揮發產生冷量為乘員艙供冷。

3.根據權利要求1所述的適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法，其特征在于，步驟S1中，當動力電池散熱回路冷卻水溫度不低于動力電池適宜工作溫度時，所述的根據乘員艙空調指令選擇動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路和熱化學儲熱模塊的工作模式，具體為：

若空調指令為加熱，則動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路開啟放熱循環及余熱利用循環；余熱及釋放的化學儲熱全部帶至吸附式制冷模塊的余熱利用換熱器，通過鼓風帶走余熱利用換熱器的熱量為乘員艙供暖；

若空調指令為無需操作時，則動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路開啟儲熱循環及散熱循環；

若空調指令為制冷時，則動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路開啟儲熱放熱循環及余熱利用循環，余熱及釋放的化學儲熱全部帶至吸附式制冷模塊的余熱利用換熱器，余熱利用換熱器為制冷循環的工質提供熱量，制冷循環的蒸發器通過工質揮發產生冷量為乘員艙供冷。

4.根據權利要求1所述的適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法，其特征在于，所述燃料電池散熱回路、動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路中均設有比例控制閥，所述比例控制閥用于控制各自回路中冷卻水進入余熱利用循環和散熱循環的比例。

5.根據權利要求1或4所述的適用于燃料電池汽車熱系統的協同管理方法，其特征在于，所述燃料電池散熱回路、動力電池散熱回路、電機電氣與空壓機散熱回路中均通過一個或多個三通閥進行散熱循環、余熱利用循環和儲熱/放熱循環間的切換。