[發明專利]一種燃料電池汽車集成熱管理系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202011393977.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112498180A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 宋大鳳;寧競;曾小華;牛超凡;王詩元;李量宇;吳梓喬;梁偉智;姜效望;曾繁勇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L58/32
• 分類號: B60L58/32;B60L58/24;B60H1/00;H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04955;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6567;H01M10/66;H01M10/663
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

1.一種燃料電池汽車集成熱管理系統，其特征在于：包括燃料電池熱管理回路、電機熱管理回路、乘員艙熱管理回路和動力電池熱管理回路，燃料電池熱管理回路包括燃料電池、散熱器一、水泵一、膨脹水箱一、溫度傳感器一和三通閥一；電機熱管理回路包括電機、電機控制器、水泵二、散熱器二、溫度傳感器二和三通閥二；乘員艙熱管理回路包括乘員艙、HVAC系統、溫度傳感器三和三通閥三；動力電池回路包括動力電池、散熱器三、水泵三、膨脹水箱二、溫度傳感器四和三通閥四；

所述燃料電池熱管理回路中的燃料電池、溫度傳感器一、三通閥一、散熱器一、水泵一和膨脹水箱一依次連接；所述電機熱管理回路中的電機、電機控制器、溫度傳感器二、水泵二、散熱器二、和三通閥二依次連接；所述乘員艙熱管理回路中的乘員艙、HVAC系統、三通閥三和溫度傳感器三依次連接；所述動力電池回路中的動力電池、三通閥四、膨脹水箱二、水泵三、散熱器三和溫度傳感器四依次連接；四個熱管理回路的支路均通過熱交換器，正常狀態下，四個三通閥均處于關閉狀態，此時各熱管理回路不通過熱交換器，當三通閥開啟后，回路通過熱交換器進行熱量交換。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池汽車集成熱管理系統，其特征在于：所述溫度傳感器一、溫度傳感器二、溫度傳感器三和溫度傳感器四分別用于測量燃料電池熱管理回路、電機熱管理回路、乘員艙熱管理回路和動力電池熱管理回路的溫度。

3.一種燃料電池汽車集成熱管理系統控制方法，其特征在于：首先通過環境溫度判斷整車的運行條件，將整車運行分為低溫模式、正常運行和高溫模式；根據不同的運行模式分別執行相應的控制方法。

4.根據權利要求3所述的一種燃料電池汽車集成熱管理系統控制方法，其特征在于：當處于低溫模式時，首先判斷燃料電池溫度是否大于其溫度低閾值，若大于則判斷乘員艙溫度和動力電池溫度是否小于其溫度低閾值，若滿足則開啟三通閥一、三通閥三、三通閥四，此時利用燃料電池余熱來加熱乘員艙和動力電池；若燃料電池溫度小于其溫度低閾值，則判斷電機溫度是否大于其溫度低閾值，若滿足則判斷乘員艙溫度和動力電池溫度是否小于其溫度低閾值，若滿足則開啟三通閥二、三通閥三、三通閥四，此時利用電機余熱來加熱乘員艙和動力電池；當處于高溫模式時，首先判斷燃料電池溫度是否大于其溫度高閾值，若大于則判斷乘員艙溫度和動力電池溫度是否小于其溫度高閾值，若滿足則開啟三通閥一、三通閥三、三通閥四，此時利用乘員艙和動力電池的低溫來冷卻燃料電池；若燃料電池溫度小于其溫度高閾值，則判斷電機溫度是否大于其溫度高閾值，若滿足則判斷乘員艙溫度和動力電池溫度是否小于其溫度高閾值，若滿足則開啟三通閥二、三通閥三、三通閥四，此時利用乘員艙和動力電池的低溫來冷卻電機；其余情況則根據各熱管理回路的正常運行狀態來運行。