The present invention discloses a heating function of the fuel battery thermal management system and control method, including water circulation system of small circulation water system, cooling system and deionized water circulation system and control system with ECU as the core controller. The small circulating water system adopts the heat accumulator to realize the low temperature heating function of the fuel cell. Compared with the traditional electric heater technology, the utility model has the advantages of higher control precision, more energy saving and high efficiency. At the same time, the deionized water circulation system is adopted in the invention of skillfully ion exchanger design in gas pipeline in the above water circulation system, the degassing function and deionized function of the perfect combination, effectively avoid the influence of high water resistance of ion exchangers in the existing technology of the main circulating water.
【技术实现步骤摘要】
带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法
本专利技术涉及一种燃料电池的热管理系统及控制方法,更具体地说,本专利技术涉及一种带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法。
技术介绍
传统燃油汽车为石油资源和环境保护带来了巨大压力,开发新能源汽车成为世界各国研究的热点。采用燃料电池为动力源的新能源车,能够实现零排放,且不受续航里程限制,是未来新能源车的一种发展方向。但燃料电池需要在一定温度范围内才具有最佳性能,最佳温度范围下限值Tmin一般为60℃,上限值Tmax一般为75℃。因此,设计合理的热管理系统对于燃料电池的可靠、高效运行尤为重要。目前燃料电池热管理系统采用电加热的方式实现燃料电池的低温加热,存在能量利用率低和控制粗糙的问题;此外,离子交换器安装在循环水路中,存在影响循环水路的水流量以及高温水可能导致离子交换器失效的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法。为解决上述技术问题,本专利技术通过以下技术方案实现:带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法包括小循环水路系统、大循环冷却系统、去离子水循环系统和控制系统。控制系统可以为控制器ECU。所述的小循环水路系统的功能在于燃料电池低温加热和对蓄热器进行蓄热,包括电子水泵、电磁阀、蓄热器、电子节温器、流量计、压力传感器、燃料电池、温度传感器和硬质水管;冷却液经电子水泵流出,经三通分成两部分,一部分经过蓄热器另一部分经过电磁阀,经电子节温器汇合后,依次经流量计、压力传感器、燃料电池、温度传感器后回到电子水泵完成水路循环;当燃料电池出 ...
【技术保护点】
一种带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法,其特征在于,包括小循环水路系统、大循环冷却系统、去离子水循环系统和控制系统;所述小循环水路系统包括电子水泵(2)、电磁阀(6)、蓄热器(7)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)和硬质水管(13);电磁阀(6)、蓄热器(7)以并联连接的方式设置在电子水泵(2)和电子节温器(8)之间,电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)、电子水泵(2)顺次连接构成回路,回路中部件采用硬质水管(13)连接;所述的大循环冷却系统包括电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)和硬质水管(13);电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)顺次连接构成回路,回路中部件采用硬质水管(13)连接;所述的去离子水循环系统包括膨胀水箱(1)、电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、离子交换器(3)和去离子循 ...
【技术特征摘要】
1.一种带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统及控制方法,其特征在于,包括小循环水路系统、大循环冷却系统、去离子水循环系统和控制系统;所述小循环水路系统包括电子水泵(2)、电磁阀(6)、蓄热器(7)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)和硬质水管(13);电磁阀(6)、蓄热器(7)以并联连接的方式设置在电子水泵(2)和电子节温器(8)之间,电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)、电子水泵(2)顺次连接构成回路,回路中部件采用硬质水管(13)连接;所述的大循环冷却系统包括电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)和硬质水管(13);电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、电子节温器(8)、流量计(9)、压力传感器(10)、燃料电池(11)、温度传感器(12)顺次连接构成回路,回路中部件采用硬质水管(13)连接;所述的去离子水循环系统包括膨胀水箱(1)、电子水泵(2)、多风扇冷却模块(5)、离子交换器(3)和去离子循环系统用软质水管(4);多风扇冷却模块(5)和离子交换器(3)间的管路以及离子交换器(3)和膨胀水箱(1)间的管路采用软质水管(4)连接;所述的控制系统分别与流量计(9)、压力传感器(10)、温度传感器(12)和蓄热器(7)的温度传感器(705)、膨胀水箱(1)的液位传感器(102)相连以检测信号;所述的控制系统分别与电子水泵(2)、电子节温器(8)、电磁阀(6)、多风扇冷却模块(5)相连以输出控制指令实现不同工况间的切换。2.根据权利要求1所述的带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统,其特征在于所述的蓄热器(7)采用交叉流热交换器的结构,包括蓄热器进水口(701)、相变材料单元(702)、水侧流道(703)、蓄热器出水口(704)、温度传感器(705);相变材料单元(702)与水侧流道(703)交替排列;所述的相变材料单元(702)内储存的相变材料的相变温度Ts处于燃料电池最佳温度范围之内,即Tmin<Ts<Tmax。3.根据权利要求1所述的带蓄热加热功能的燃料电池热管理系统,其特征在于所述的多风扇冷却模块(5)包括散热器(501)和电子风扇(502),散热器(501)为管带式铝散热器,电子风扇(502)采用无刷无霍尔技术,通过PWM控制模式无级调速,可实现对燃料电池(11)水温的精确控制。4.根据权利要求1所述的带蓄...
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