[發明專利]一種車用燃料電池熱管理系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110344729.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113130936B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 葉帥;范旭洋;梁宏亮;陳志文
• 申請（專利權）人: 大連擎研科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04044;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04701;H01M8/04746;B60L58/33;B60L58/34
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 陳麗;徐華燊

本發明公開了一種車用燃料電池熱管理系統，包括燃料電池堆,所述燃料電池堆的出水口管道上安裝有第一溫度傳感器以及第二壓力傳感器，所述燃料電池堆的出水口管道端口上安裝有電控三通閥，所述電控三通閥其中一個接口安裝有第一水管，所述第一水管一端安裝有水過濾器，所述水過濾器一端通過排水管安裝有水泵，所述水泵上安裝有與燃料電池堆相連接進水管。本發明的有益效果是，本發明所述一種車用燃料電池熱管理系統及其控制方法，能夠滿足燃料電池堆高溫散熱及低溫加熱啟動需求，通過控制策略，調節水泵、電控三通閥，有效且合理的分配流量，通過散熱器及加熱器調節，使系統溫度始終處于合理溫度范圍內。

技術領域

本發明涉及領域，特別是一種車用燃料電池熱管理系統及其控制方法。

背景技術

隨著新能源行業的興起，低碳化、信息化、智能化成了發展趨勢，氫燃料電池汽車得到越來越廣泛的應用，燃料電池發動機系統作為燃料電池汽車核心，對燃料電池性能的保護尤為關鍵，燃料電池需要在一定的個溫度范圍內才具有最佳性能，溫度過低影響性能輸出，溫度過高會造成燃料電池內部材料失效，因此合理的設計熱管理系統對于燃料電池的可靠、高效運行尤為重要。

目前燃料電池熱管理系統一般具有低溫加熱、高溫散熱及去離子等功能，而低溫加熱只在低溫條件下使用，離子過濾器去除回路中離子，一般作為支路使用，但由于加熱器及離子過濾器結構及流阻特性，設計不合理會嚴重影響主循環水路流量，同時也會影響加熱及去離子效果，因此，合理設計熱管理系統才能保證各項功能的實現效果，同時最大限度發揮出功能部件的效能。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，設計了一種車用燃料電池熱管理系統及其控制方法。

實現上述目的本發明的技術方案為，一種車用燃料電池熱管理系統，包括燃料電池堆，所述燃料電池堆的出水口管道上安裝有第一溫度傳感器以及第一壓力傳感器，所述燃料電池堆的出水口管道端口上安裝有電控三通閥，所述電控三通閥其中一個接口安裝有第一水管，所述第一水管一端安裝有水過濾器，所述水過濾器一端通過排水管安裝有水泵，所述水泵上安裝有與燃料電池堆相連接進水管，所述進水管上安裝有第二溫度傳感器以及第二壓力傳感器。

所述電控三通閥另一個接口安裝有第一連接管，所述第一連接管上安裝有散熱器，所述散熱器出水口上安裝有與第一水管相連接的第二連接管，所述第二連接管上安裝有第三溫度傳感器。

所述第一水管上安裝有第三連接管，所述第三連接管上安裝有離子過濾器，所述離子過濾器出水口上安裝有與排水管相連接的第四連接管。

所述燃料電池堆的出水口管道上安裝有第五連接管，所述第五連接管上安裝有兩通水閥，所述兩通水閥上安裝有第六連接管，所述第六連接管上安裝有加熱器，所述加熱器上安裝有與第一連接管相連接的第七連接管。

所述散熱器上連接有補水箱，所述補水箱上安裝有與第一連接管相搭接的第八連接管。

一種車用燃料電池熱管理系統的控制方法，包括以下步驟：

首先，系統工作，水泵開始工作，水泵按照電流調整目標轉速，若燃料電池堆進出口溫差小于設定溫度時，水泵保持不變，若燃料電池堆進出口溫差大于等于設定溫度時，水泵轉速按策略調整。

對比燃料電池堆入口溫度與設定值，當燃料電池堆入口溫度小于設定值時，開啟兩通水閥，兩通水閥打開時目標開度為全開，之后打開加熱器，打開加熱器時設定目標溫度，再次對比燃料電池堆入口溫度與設定值，若還小于設定值，將液體運輸回兩通水閥，從而再次通過加熱器加熱，若是達到設定值，依次關閉加熱器和兩通水閥。

再次對比燃料電池堆入口溫度設定值，溫度小于設定值時，關閉散熱器，若大于還需要使用散熱器，之后安裝電流跟隨控制策略調整目標轉速，再次對比散熱器出口溫度與設定值，若小于設定值散熱器轉速保持不變，若高于設定值按策略調整散熱器轉速增加，之后再次對比若低于設定值按策略調整散熱器轉速降速。