[發明專利]一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統與控制方法

在審

• 申請號: 202111387905.5
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114122451A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 袁齊馬;李濤;歐陽瑞;劉昕;繩新發
• 申請（專利權）人: 重慶地大工業技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04302;H01M8/0432;H01M8/04701;B60L58/31;B60L58/33;B60L58/34
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統，其特征在于，包括蓄水壺(1)、水泵(2)、燃料電池反應堆(3)、水冷中冷器(4)、第一三通閥(5)、空冷中冷器(6)、第二三通閥(7)、加熱單元(8)、散熱組件、第三三通閥(11)、去離子器(12)、蒸發器芯體(14)、第四三通閥(15)、暖風芯體(13)和風向切換單元(16)，所述水泵(2)的進液端與所述蓄水壺(1)的出液端連通，其出液端分別與所述燃料電池反應堆(3)的進液端和所述水冷中冷器(4)的進液端連通，所述水冷中冷器(4)的出氣端和所述空冷中冷器(6)的進氣端與所述第一三通閥(5)連通，所述空冷中冷器(6)的出氣端分別與所述燃料電池反應堆(3)的進氣端和所述第一三通閥(5)連通，所述第二三通閥(7)分別與所述燃料電池反應堆(3)的出液端、所述水冷中冷器(4)的出液端、所述加熱單元(8)的進液端連通和所述散熱組件的進液端連通，所述第三三通閥(11)分別與所述加熱單元(8)的出液端、所述暖風芯體(13)的進液端和所述水泵(2)的進液端連通，所述散熱單元的出液端與所述水泵(2)的進液端連通，所述去離子器(12)的進液端與所述燃料電池反應堆(3)的出液端和所述水冷中冷器(4)的出液端連通，其出液端與所述水泵(2)的進液端連通，所述空冷中冷器(6)、所述蒸發器芯體(14)、所述暖風芯體(13)分別沿空氣的輸送方向依次連接，所述第四三通閥(15)設置在冷風風道的出口，所述風向切換單元(16)設置在冷風風道和暖風風道的出口。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統，其特征在于，所述第一三通閥(5)為比例調節三通閥。

3.根據權利要求2所述的一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統，其特征在于，所述加熱單元(8)為PTC加熱器總成。

4.根據權利要求3所述的一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統，其特征在于，所述冷卻組件包括散熱器總成(10)和散熱風扇總成(9)。

5.根據權利要求4所述的一種燃料電池集成式整車熱管理集成系統，其特征在于，所述空冷中冷器(6)的一側設有空調鼓風機(19)。

6.一種如權利要求5所述燃料電池集成式整車熱管理集成系統的控制方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S1、燃料電池反應堆(3)啟動后，根據外界環境及冷卻液溫度判斷是進入熱啟動或者冷啟動；

S2、當進入冷啟動模式時，冷卻液分別進入燃料電池反應堆(3)和水冷中冷器(4)后，進入加熱單元(8)進行加熱處理再返回至水泵(2)內；在下一循環過程中，若燃料電池反應堆和水冷中冷器輸出的冷卻液溫度大于或等于預設溫度值時，冷卻液進入冷卻組件進行冷卻處理后返回至水泵內；

同時監控空調請求和進堆空氣溫度，若進堆空氣溫度不大于需求溫度，進堆空氣經過水冷中冷器(4)直接進入燃料電池反應堆(3)內；

若進堆空氣溫度大于需求溫度時，控制進入空冷中冷器(6)和直接進入燃料電池反應堆(3)內進堆空氣的比例，以使得進堆空氣的進堆溫度達到需求溫度；

根據空調請求，啟動空調鼓風機(19)，若空調有采暖請求，空氣依次吹掃過蒸發器芯體(14)和暖風芯體(13)后，全部進入乘員艙(18)內，若空調有制冷請求時，空氣吹掃過蒸發器芯體(14)后，全部直接進入乘員艙(18)內；若無空調請求時，控制經過暖風芯體(13)的空氣流量，直接排向空壓機進氣端(17)。

7.一種如權利要求6所述燃料電池集成式整車熱管理集成系統的控制方法，其特征在于，當環境溫度≤0℃，且冷卻液與環境溫度差異≤40℃時，或當環境溫度≤-20℃時，且冷卻液與環境溫度差異≤60℃時，則進入冷啟動模式，否則進入熱啟動模式。

8.一種如權利要求7所述燃料電池集成式整車熱管理集成系統的控制方法，其特征在于，熱啟動模式為：冷卻液分別進入燃料電池反應堆(3)和水冷中冷器(4)后再輸出，連通燃料電池反應堆(3)、水冷中冷器(4)和加熱單元(8)，關閉加熱單元(8)，冷卻液進入加熱單元(8)后返回至水泵(2)內。