[發明專利]一種氫燃料電池汽車熱管理系統及控制方法

在審

• 申請號: 202110632957.8
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113352860A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 馬帥;郝義國;饒博;汪江
• 申請（專利權）人: 黃岡格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B60K1/00
• 分類號: B60K1/00;B60K11/04;B60L58/33;B60L58/34;B60L58/26;B60L58/27;B60H1/00;H01M8/04029;H01M8/04007
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供了一種氫燃料電池汽車熱管理系統及控制方法，包括：5個回路，分別為電堆散熱回路、電池回路、輔助散熱回路、制冷溶液回路和冷媒回路：各個回路之間共用不同設備；電堆散熱回路與電池回路共用電池回路加熱板換；電池回路與冷媒回路共用電池回路降溫板換；冷媒回路與電堆散熱回路共用發生器；冷媒回路與制冷溶液回路共用發生器和吸收器；輔助散熱回路為獨立回路，不與其它回路共用設備。本發明充分利用氫燃料電池汽車熱管理系統的特點，將燃料電池發動機產生的廢熱根據用車場景需求加以利用，滿足乘員艙和電池的升溫或者降溫需求，減少整車能量消耗，達到節能、增加續航的目的。

技術領域

本發明涉及燃料電池汽車熱管理系統領域，尤其涉及一種氫燃料電池汽車熱管理系統及控制方法。

背景技術

在氫燃料電池汽車運行時需要將電堆溫度維持在70-80℃，并且會產生大量的廢熱，由于散熱溫度較低，因此夏季會有很大的散熱壓力。維持電堆正常運行的輔助零部件也需要適當的溫度控制，電池包和乘員艙需要根據需求進行升溫或者降溫。氫燃料電池汽車的熱管理系統具有控制的部件多，控制精度要求高，外部環境溫度范圍寬，散熱量大的特點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明分利用氫燃料電池汽車熱管理系統的特點，將燃料電池發動機產生的廢熱根據用車場景需求加以利用，滿足乘員艙和電池的升溫或者降溫需求，減少整車能量消耗，達到節能、增加續航的目的，同時減少了空調壓縮機等部件，可以降低整車成本。

本發明提供的一種氫燃料電池汽車熱管理系統及控制方法，系統包括：去離子器、主回路膨脹水箱、顆粒過濾器、第一電子三通比例閥、主回路高壓水泵、電池回路加熱板換、電池回路水泵、電池回路降溫板換、乘員艙蒸發器、乘員艙暖風芯體、電子三通比例閥、發生器、溶液泵、吸收器、儲液罐、冷凝器、主回路散熱器、輔助回路膨脹水箱、輔助回路水泵和輔助回路散熱器；

以上設備共形成5個回路，分別為電堆散熱回路、電池回路、輔助散熱回路、制冷溶液回路和冷媒回路：各個回路之間共用不同設備，具體為：

所述電堆散熱回路與所述電池回路共用電池回路加熱板換；

所述電池回路與所述冷媒回路共用電池回路降溫板換；

所述冷媒回路與所述電堆散熱回路共用發生器；

所述冷媒回路與所述制冷溶液回路共用發生器和吸收器；

所述輔助散熱回路為獨立回路，不與其它回路共用設備。

進一步地，所述電堆散熱回路采用燃料電池專用防凍液，具體包括：去離子器、主回路膨脹水箱、顆粒過濾器、第一電子三通比例閥、主回路高壓水泵、電池回路加熱板換、乘務員艙暖風芯體、第二電子三通比例閥、主回路散熱器和發生器；

主回路散熱器的輸出端與去離子器和顆粒過濾器的輸入端連接；去離子器的輸出端與主回路膨脹水箱的輸入端連接；主回路膨脹水箱的輸出端與主回路高壓水泵的輸入端、電池回路加熱板換的輸入端連接；主回路高壓水泵的輸出端與電堆的輸入端連接；電堆的輸出端與電子三通比例閥的輸入端連接；電子三通比例閥的輸出端與第五閥門的一端、第六閥門的一端、主回路散熱器的輸入端和PTC加熱器的輸入端連接；PTC加熱器的輸出端與第一電子三通比例閥的輸入端連接；第五閥門的另一端與乘員艙暖風芯體的輸入端連接；乘員艙暖風芯體的輸出端與第二閥門的一端、第一閥門的一端連接；第二閥門的另一端與電池回路加熱板換的輸入端連接；第一閥門的另一端與電池回路加熱板換的輸入端連接；顆粒過濾器的輸出端與第一電子三通比例閥的輸入端連接；第一電子三通比例閥的輸出端與主回路高壓水泵的輸入端連接；第六閥門的另一端與發生器的輸入端連接；發生器的輸出端與主回路高壓水泵的輸入端連接。

進一步地，所述電池回路采用普通防凍液，具體包括：電池回路加熱板換、電池回路水泵、電池和電池回路降溫板換；