[發明專利]一種燃料電池汽車熱管理系統及控制方法

有效

• 申請號: 202210015586.3
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114347867B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 閔海濤;鄭鵬;孫維毅;王鵬宇;張照普
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L58/31
• 分類號: B60L58/31;B60L58/34;B60L58/33;B60H1/22;B60H1/32;B60H1/00;B60K11/02
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 馬文巧

1.一種燃料電池汽車熱管理系統，其特征在于：包括燃料電池循環回路、電機循環回路、電池組循環回路、熱泵循環回路和氫氣循環回路；所述燃料電池循環回路、電機循環回路、電池組循環回路、熱泵循環回路均與氫氣循環回路獨立布置，所述電機循環回路與電池組循環回路獨立布置；所述燃料電池循環回路連接有第一換熱器（8），所述第一換熱器（8）還分別與電機循環回路、電池組循環回路連接；所述熱泵循環回路與電機循環回路之間連接有用于熱交換的第三換熱器（24），所述熱泵循環回路與燃料電池循環回路之間連接有用于熱交換的第二換熱器（21）；

所述燃料電池循環回路包括燃料電池循環主回路、燃料電池循環第一支路、燃料電池循環第二支路、燃料電池循環第三支路；所述燃料電池循環主回路包括依次連接的電堆（15）、一號PTC加熱裝置（16）、四號三通閥（17）、二號散熱器（20）、五號三通閥（18）、二號三通閥（12）、三號水泵（13）、三號三通閥（14）；所述燃料電池循環第一支路包括連接在所述一號PTC加熱裝置（16）和二號三通閥（12）之間的第一換熱器（8）和三號截止閥（9）；所述燃料電池循環第二支路包括連接在所述一號PTC加熱裝置（16）和二號三通閥（12）之間的且依次布置的第二換熱器（21）、四號三通閥（17）和五號三通閥（18）；所述燃料電池循環第三支路包括連接在所述三號三通閥（14）和二號三通閥（12）之間的且依次布置的相變換熱器（19）、四號三通閥（17）、第一換熱器（8）和三號截止閥（9）；

所述電機循環回路包括電機循環主回路、電機循環第一支路和電機循環第二支路，所述電機循環主回路包括依次連接成回路的一號水泵（1）、一號三通閥（5）、一號散熱器（4）、電機控制器（3）和電機（2）；所述電機循環第一支路包括連接在所述一號三通閥（5）和電機控制器（3）之間的二號截止閥（7）和第一換熱器（8）；所述電機循環第二支路包括連接在一號三通閥（5）和電機控制器（3）之間的一號截止閥（6）和第三換熱器（24）。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池汽車熱管理系統，其特征在于：所述電池組循環回路包括依次連接成回路的二號水泵（10）、六號三通閥（34）、二號PTC加熱裝置（35）和電池包（11），所述第一換熱器（8）連接在六號三通閥（34）和電池包（11）之間。

3.根據權利要求1所述的一種燃料電池汽車熱管理系統，其特征在于：所述熱泵循環回路包括熱泵循環主回路和熱泵循環主支路；所述熱泵循環主回路包括四通閥（28），所述四通閥（28）的兩端之間依次連接有四號截止閥（33）、五號截止閥（42）、干燥器（26）和壓縮機（27），所述四通閥（28）的另外兩端之間依次連接有七號三通閥（40）、冷凝器（29）、三號電子膨脹閥（30）和蒸發器（31），所述蒸發器（31）外側設置有風側PTC（32），所述七號三通閥（40）連接有四號電子膨脹閥（41），所述四號電子膨脹閥（41）的另外一側與冷凝器（29）背離所述七號三通閥（40）的一端連通；所述熱泵循環主支路包括連接在四號截止閥（33）和五號截止閥（42）之間管路上的三通換向閥（23），所述三通換向閥（23）與干燥器（26）之間連接有第三換熱器（24）與二號電子膨脹閥（25），所述三通換向閥（23）與四通閥（28）之間連接有第二換熱器（21）與一號電子膨脹閥（22）。

4.根據權利要求1所述的一種燃料電池汽車熱管理系統，其特征在于：所述氫氣循環回路包括氫氣送料管和氫氣回料管，所述氫氣送料管的一端與電堆（15）連通，所述氫氣送料管的另一端連通有氫瓶（38），所述氫氣送料管貫穿所述相變換熱器（19）且與之進行熱交換；所述氫氣回料管的一端與電堆（15）連通，所述氫氣回料管的另一端與氫瓶（38）出料口連通，所述氫氣回料管上設置有氫氣循環泵（39）；所述電堆（15）還連接有氧氣進料管，所述氧氣進料管上依次設置有空氣壓縮機（36）和空氣濾清器（37）。