混合动力车辆的燃料电池热电联供系统和混合动力车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统和混合动力车辆，所述混合动力车辆的动力来源包括燃料电池和动力电池，所述燃料电池的热电联供系统包括燃料电池、动力电池和换热系统，所述换热系统在燃料电池和动力电池之间进行热量交换，将所述燃料电池在发电过程中产生的热能用于为所述动力电池供热。应用本发明专利技术实施例，利用燃料电池发电过程中产生的热量为动力电池供热，实现低温环境下动力电池性能和热量快速恢复，解决其因低温环境导致的性能和容量下降的问题，降低燃料电池和动力电池的损耗，延长燃料电池和动力电池的使用寿命，此外，实现车载热量统一管理，可以减少车载用件和降低成本。

【技术实现步骤摘要】
混合动力车辆的燃料电池热电联供系统和混合动力车辆
本专利技术实施例涉及车辆动力
，尤其涉及一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统和混合动力车辆。
技术介绍
质子交换膜燃料具备反应的生成物是水、能量密度高等特性，在车用方向具有非常好的商用化前景。燃料电池系统车载应用时，为了减少负载变化率对寿命的影响，往往采用与动力电池协同工作以共同向电机供电，完成整车驱动。现有技术中，燃料电池混合动力车辆在冬季或者高寒地区使用时，由于气温较低，动力电池内部电化学反应速度会大幅度降低，电解液流动性减弱，内阻大幅度上升，其放电特性也会受到很大负面影响，总归而言，其电池的容量大幅度降低，耐受发电倍率下降，这导致动力电池在混合动力工作过程中，很难发挥其应有的作用。对于动力电池容量很小的车型，甚至会影响燃料电池启动过程所需的用电量，在运行过程中也会导致燃料电池的动态性变强，电流加载和减载速度变化更大，这必然会影响燃料电池的寿命控制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统和混合动力车辆，降低燃料电池和动力电池的损耗，延长燃料电池和动力电池的使用寿命。具体地，本专利技术是通过如下技术方案实现的：一方面，提供一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统，所述混合动力车辆的动力来源包括燃料电池和动力电池，所述燃料电池的热电联供系统包括燃料电池、动力电池和换热系统，所述换热系统在燃料电池和动力电池之间进行热量交换，将所述燃料电池在发电过程中产生的热能用于为所述动力电池供热。优选地，所述换热系统包括第一水泵、第一换热器和第一散热器，所述第一水泵连接在所述第一换热器和所述燃料电池之间；所述第一散热器连接在所述第一换热器和所述燃料电池之间；所述第一换热器设置在所述第一水泵和所述第一散热器之间，所述来自所述燃料电池的带有热量的循环溶液与所述动力电池的循环溶液在所述第一换热器中进行换热。优选地，所述换热系统还包括第一三通阀门，所述第一三通阀门连接在所述第一换热器和所述动力电池之间。优选地，所述换热系统还包括第二水泵、第二散热器和第二三通阀门，所述第二水泵连接在所述第一换热器和所述动力电池之间；所述第二散热器设置在所述第一散热器和所述动力电池之间；所述第二三通阀门设置在所述第二散热器和所述动力电池之间。优选地，所述换热系统还包括第一节温器，所述第一节温器设置在所述第一散热器和所述第一换热器之间。优选地，所述换热系统包括第三水泵、第三三通阀门以及第二换热器，所述第三水泵与所述第三三通阀门连接；所述第三三通阀门与所述第二换热器一端连接，所述第二换热器的另一端与所述燃料电池连接；所述第二换热器安装在所述动力电池的风冷通道入口处。优选地，所述第二换热器为气-液换热器。优选地，所述换热系统还包括第三散热器，用于对所述燃料电池的循环溶液进行二次冷却。优选地，所述换热系统还包括第二节温器，所述第二节温器连接在所述第三三通阀门与所述燃料电池之间。优选地，所述第二换热器包括换热风扇。另一方面，还提供一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括上述的混合动力车辆的燃料电池热电联供系统。应用本专利技术实施例，利用燃料电池发电过程中产生的热量为动力电池供热，实现低温环境下动力电池性能和热量快速恢复，解决其因低温环境导致的性能和容量下降的问题，降低燃料电池和动力电池的损耗，延长燃料电池和动力电池的使用寿命，此外，实现车载热量统一管理，可以减少车载用件和降低成本。附图说明图1为本专利技术一个实施例提供的一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统结构框图；图2为本专利技术一个实施例提供的一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统示意图；图3为本专利技术另一个实施例提供的另一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术是利用燃料电池的热电联供效应，在低温环境下，利用燃料电池启动发电产生电能，与此同时产生大量热为动力电池升温，从而达到快速提升动力电池性能的目的。具体而言，通过将燃料电池的循环系统与动力电池的循环系统换热，实现为动力电池升温以提升其性能的目的，在本专利技术中，将燃料电池的循环系统和动力电池的循环系统统称为换热系统。图1为本专利技术一个实施例提供的一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统结构框图。如图1所示，为本专利技术提供的一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统，其中，混合动力车辆包括燃料电池和动力电池，本
人员可以理解的是，这里动力电池，如锂电池，也可以是其他与锂电池具有相同功能和能效的其他类型电池，本专利技术中提供的热电联供系统包括燃料电池、动力电池和换热系统，换热系统可以设置在燃料电池和动力电池之间，用于燃料电池与动力电池之间进行热量交换，比如，燃料电池的循环系统将燃料电池产生的热能(比如，带有热量的循环溶液)带入动力电池的循环系统，给动力电池供热。本专利技术中换热系统可以根据具体需求，相应设置水泵、散热装置(比如，散热器)等，在以下实施例中将具体描述两种可选实施例，基于下属可选实施例的任一种结构的变形都属于本专利技术的保护范围。具体如图2和图3所示的实施例。图2为本专利技术一个实施例提供的一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统示意图。如图2所示，示出本专利技术的一种可选实施例，根据该可选实施例，换热系统可以包括第一水泵、第一换热器和第一散热器，其中，如图中所示，第一水泵连接在第一换热器和燃料电池之间，第一散热器连接在第一换热器和燃料电池之间，第一换热器设置在第一水泵和第一散热器之间，来自燃料电池的带有热量的循环溶液与动力电池的循环溶液在第一换热器中进行换热。获取到热量的动力电池的循环溶液将通过设置的循环系统(比如，循环溶液管道，这些管道可以设置包围在动力电池外部)流经动力电池外围，使动力电池充分受热，快速提升温度。而通过第一换热器后的燃料电池的循环溶液由于将热量散尽或者部分散尽，温度将下降，通过燃料电池循环系统为燃料电池降温。优选地，换热系统还可以包括第一三通阀门，第一三通阀门连接在第一换热器和动力电池之间，在低温环境下，燃料电池的升温速度远大于动力电池，其循环系统温度也率先升高，此时，若打开第一三通阀门，分别流经第一换热器的燃料电池的循环溶液与动力电池的循环溶液由于温度差实现快速换热，热量由燃料电池的循环溶液传向动力电池的循环溶液，实现动力电池的电芯温度上升，电解液流动性加强，电池性能和容量快速回升，最终提高了车辆的整体动力性。如果燃料电池的循环溶液流经第一换热器后温度仍较高，则可以通过系统中设置的第一散热器进行二次散热，以保障燃料电池的循环溶液温度更低，可以快速降低燃料电池的温度，保障燃料电池正常工作。换热系统还可以包括第二水泵、第二散热器和第二三通阀门，其中，第二水泵连接在第一换热器和动力电池之间，第二散热器设置在第一散热器和动力电池之间，第二三通阀门设置在第二散热器和动力电池之间。第二水泵可以加速动力电池在第一换热器中的流动速度，以加速换热速度，而第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统，所述混合动力车辆的动力来源包括燃料电池和动力电池，其特征在于，所述燃料电池的热电联供系统包括燃料电池、动力电池和换热系统，所述换热系统在燃料电池和动力电池之间进行热量交换，将所述燃料电池在发电过程中产生的热能用于为所述动力电池供热。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力车辆的燃料电池热电联供系统，所述混合动力车辆的动力来源包括燃料电池和动力电池，其特征在于，所述燃料电池的热电联供系统包括燃料电池、动力电池和换热系统，所述换热系统在燃料电池和动力电池之间进行热量交换，将所述燃料电池在发电过程中产生的热能用于为所述动力电池供热。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热系统包括第一水泵、第一换热器和第一散热器，所述第一水泵连接在所述第一换热器和所述燃料电池之间；所述第一散热器连接在所述第一换热器和所述燃料电池之间；所述第一换热器设置在所述第一水泵和所述第一散热器之间，所述来自所述燃料电池的带有热量的循环溶液与所述动力电池的循环溶液在所述第一换热器中进行换热。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热系统还包括第一三通阀门，所述第一三通阀门连接在所述第一换热器和所述动力电池之间。4.根据权利要求2或者3所述的系统，其特征在于，所述换热系统还包括第二水泵、第二散热器和第二三通阀门，所述第二水泵连接在所述第一换热器和所述动力电池之间；所述第二散热器设置在所述第一散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘全全，曹宏宇，周鹏飞，张国强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11