[發明專利]一種車用燃料電池熱管理系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110448038.5
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113071376A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 閔海濤;王鵬宇;于遠彬;張照普;蔣俊宇;黃世佩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L58/34
• 分類號: B60L58/34;B60L58/33;B60H1/22;B60H1/00;B60H1/32;H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/04223
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

1.一種車用燃料電池水熱管理系統，其特征在于，包括第一采暖回路、第二采暖回路、第三采暖回路、第一冷卻回路、第二冷卻回路、去離子水循環系統、燃料電池堆(1)和控制系統；

所述第一采暖回路為燃料電池堆加熱回路，包括PTC加熱裝置(9)、第二水泵(10)、換熱器(6)、燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、第二三通裝置(7)、第一節溫器(8)；PTC加熱裝置(9)、第二水泵(10)、換熱器(6)、第二三通裝置(7)、第一節溫器(8)依次串聯為PTC加熱裝置回路；燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)依次串聯為燃料電池堆回路；PTC加熱裝置回路與燃料電池堆回路之間通過換熱器(6)進行熱量傳遞；

所述第二采暖回路為乘員艙輔助加熱回路，包括依次串聯為回路的PTC加熱裝置(9)、第二水泵(10)、暖風芯體(11)、第一節溫器(8)；所述第一采暖回路與第二采暖回路通過第一節溫器(8)實現并聯；

所述第三采暖回路為燃料電池乘員艙供暖回路，包括燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)、第二三通裝置(7)、第三水泵(12)、第二節溫器(13)、暖風芯體(11)；燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)依次串聯為燃料電池堆回路；換熱器(6)、第二三通裝置(7)、第三水泵(12)、第二節溫器(13)、暖風芯體(11)依次串聯為暖風芯體回路；暖風芯體回路與燃料電池堆回路之間通過換熱器(6)進行熱量傳遞；

所述第一冷卻回路為散熱器冷卻回路，包括燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)、第二三通裝置(7)、第三水泵(12)、第二節溫器(13)、散熱器(14)；燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)依次串聯為燃料電池堆回路；換熱器(6)、第二三通裝置(7)、第三水泵(12)、第二節溫器(13)、散熱器(14)依次串聯為散熱器回路；散熱器回路與燃料電池堆回路之間通過換熱器(6)傳遞熱量；

所述第二冷卻回路為空調輔助冷卻回路，包括燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)、第三節溫器(15)、空調壓縮機(16)、空調冷凝器(17)、第四節溫器(18)、熱力膨脹閥(19)、電磁閥(92)、空調蒸發器(21)、電子膨脹閥(22)；燃料電池堆(1)、第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、換熱器(6)依次串聯為燃料電池堆回路；第三節溫器(15)、空調壓縮機(16)、空調冷凝器(17)、第四節溫器(18)、熱力膨脹閥(19)、電磁閥(92)、空調蒸發器(21)依次串聯為空調系統回路；第三節溫器(15)安裝在空調系統回路與換熱器(6)之間，第四節溫器(18)安裝在空調系統與換熱器(6)之間；電子膨脹閥(22)分別與第四節溫器(18)、換熱器(6)相連；

所述第一采暖回路、第三采暖回路、第一冷卻回路、第二冷卻回路通過換熱器(6)實現并聯；

所述去離子水循環系統包括依次串聯為回路的第一三通裝置(3)、離子交換器(4)、離子濃度傳感器(5)。

2.如權利要求1所述的一種車用燃料電池水熱管理系統，其特征在于，所述控制系統分別與燃料電池堆(1)的進水口、燃料電池堆(1)的出水口、換熱器(6)的進水口、換熱器(6)的出水口、乘員艙處的溫度傳感器相連以檢測溫度。

3.如權利要求1所述的一種車用燃料電池水熱管理系統，其特征在于，所述控制系統與離子濃度傳感器(5)相連以檢測冷卻液離子濃度。

4.如權利要求1所述的一種車用燃料電池水熱管理系統，其特征在于，所述控制系統分別與第一水泵(2)、第一三通裝置(3)、第二三通裝置(7)、第一節溫器(8)、PTC加熱裝置、第二水泵(10)、第三水泵(12)、第二節溫器(13)、第三節溫器(15)、空調壓縮機(16)、第四節溫器(18)、熱力膨脹閥(19)、電磁閥(92)、電子膨脹閥(22)相連以實現不同工作模式的切換。