一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统及方法，解决了现有散热系统由于单独散热所造成的结构复杂、能量损失等问题，实现了能量的均衡有效利用。该燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统包括电堆散热系统、高压部件散热系统、分别与电堆散热系统和高压部件散热系统连接的第一换热器、连接在电堆散热系统和暖风系统之间的第二换热器以及连接在高压部件散热系统和暖风系统之间的第三换热器。

A low-power multi coupling cooling system and method for fuel cell vehicle

The invention discloses a low-power multi coupling heat dissipation system and method for a fuel cell vehicle, solves the problems of complex structure, energy loss and the like caused by the separate heat dissipation of the existing heat dissipation system, and realizes the balanced and effective utilization of energy. The fuel cell vehicle low-power multi coupling cooling system includes an electric reactor cooling system, a high-pressure component cooling system, a first heat exchanger respectively connected with the electric reactor cooling system and the high-pressure component cooling system, a second heat exchanger connected between the electric reactor cooling system and the heating system, and a third heat exchanger connected between the high-pressure component cooling system and the heating system.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统及方法
本公开涉及燃料电池汽车热管理
，具体涉及一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统及其工作方法。
技术介绍
现有的散热系统是通过散热器与环境进行热交换。一般来说，两种散热系统是独立的，系统与系统之间不涉及热交换。散热器的散热可以考虑通过加大风扇的功率、增加散热器的面积以及改变散热器的布置位置来实现。另外，在传统的电动汽车中，暖风系统一般是电暖风，散热系统与暖风系统之间不存在热交换。专利技术人在研发过程中发现，现有的散热系统存在结构复杂，能量损失严重，整个系统的热能无法很好的进行利用的不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统及其工作方法，解决了现有散热系统由于单独散热所造成的结构复杂、能量损失等问题，实现了能量的均衡有效利用。本公开一方面提供的一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统的技术方案是：一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，该系统包括电堆散热系统、高压部件散热系统、分别与电堆散热系统和高压部件散热系统连接的第一换热器、连接在电堆散热系统和暖风系统之间的第二换热器以及连接在高压部件散热系统和暖风系统之间的第三换热器。进一步的，所述电堆散热系统包括燃料电池堆和与燃料电池堆连接的第一散热器。进一步的，所述高压部件散热系统包括串联的升压式DC/DC变换器、电机控制器、高压集成电源和电机以及与电机连接的第二散热器。进一步的，所述第一散热器和第二散热器并列排布设置，所述第一散热器一旁还设置有风扇。进一步的，所述第一换热器的热流体进口通过管道与第二散热器连接；所述第一换热器的热流体出口通过管道与第一散热器连接；所述第一换热器的冷流体进口通过管道与第二换热器的冷流体出口连接，所述第一换热器的冷流体出口通过管道与第三换热器的冷流体进口连接。进一步的，所述第二换热器的热流体进口通过管道与燃料电池堆连接，所述第二换热器的热流体出口通过管道与暖风系统的输入端连接；所述第二换热器的冷流体进口通过管道与第三换热器的冷流体出口连接；所述第二换热器的冷流体出口与所述第一换热器的冷流体进口连接。进一步的，所述第三换热器的热流体进口通过管道与暖风系统的输出端连接，所述第三换热器的热流体出口通过管道与升压式DC/DC变换器连接；所述第三换热器的冷流体进口与第一换热器的冷流体出口；所述第三换热器的冷流体出口与第二换热器的冷流体进口连接。进一步的，所述第一换热器的热流体进口与第二散热器连接的管道上、所述第一换热器的冷流体进口与第二换热器的冷流体出口连接的管道上、所述第二换热器的冷流体进口与第三换热器的冷流体出口连接的管道上以及所述第三换热器的热流体进口与暖风系统的输出端连接的管道上分别设置有三通电磁阀。本公开另一方面提供的一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统的工作方法的技术方案是：一种基于如上所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统的工作方法，该方法包括以下步骤：控制相应的三通电磁阀导通，串联的升压式DC/DC变换器、电机控制器、高压集成电源和电机运行过程中产生的热能经过第二散热器输入第一换热器内，经第一换热器换热后的热能通过第一散热器传输至燃料电池堆，对燃料电池堆进行预加热；控制相应的三通电磁阀导通，燃料电池堆产生的热量经过第二换热器内，经过第二换热器换热后的热能输出至暖风系统；经过第二换热器换热后的冷能输出至第一换热器内，经过第一换热器换热后的冷能输出至第三换热器，暖风系统输出的热能输入第三换热器内；经过第三换热器换热后的热能依次输入串联的升压式DC/DC变换器、电机控制器、高压集成电源和电机；经过第三换热器换热后的冷能输出至第二换热器内换热。本公开另一方面提供的一种电动汽车的工作方法的技术方案是：一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统和暖风系统，所述燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统与暖风系统之间进行热交换。通过上述技术方案，本公开的有益效果是：(1)本公开采用单组风扇双散热器结构冷却方式，实现风扇能量利用率最大化；(2)本公开在电堆散热系统、高压部件散热系统及暖风回路中增加了换热器，实现在低温环境下利用电机、电机控制器等高压部件热量对燃料电池堆的预加热，以及车内暖风系统的有效热利用。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。图1是实施例一燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统的结构图；其中，1、第一换热器，2、第二换热器，3、第三换热器，4、燃料电池堆，5、第一散热装置，6、升压式DC/DC变换器，7、电机控制器，8、高压集成电源，9、电机，10、第二散热装置，11、第一三通电磁阀，12、第二三通电磁阀，13、第三三通电磁阀，14、第四三通电磁阀，15、暖风系统，16、风扇。具体实施方式下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一为了克服现有的散热系统结构复杂，能量损失严重，整个系统的热能无法很好的进行利用的不足，本实施例提供一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，采用单组风扇双散热器结构取代了原有的单组风扇单散热器结构实现风扇能量利用率最大化；通过在电堆散热系统和电机、电机控制器等高压部件散热系统中增加换热器，实现在低温环境下利用电机、电机控制器等高压部件热量对电堆的预加热；通过电堆散热系统、电机、电机控制器等高压部件散热系统与车内暖风系统之间增加换热器，实现车内暖风系统的有效热利用。请参阅附图1，所述燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统包括电堆散热系统、高压部件散热系统、分别与电堆散热系统和高压部件散热系统连接的第一换热器1、连接在电堆散热系统和暖风系统之间的第二换热器2以及连接在高压部件散热系统和暖风系统之间的第三换热器3。具体地，所述电堆散热系统包括燃料电池堆4和第一散热装置5，所述燃料电池堆4与第一散热装置5连接。在本实施例中，所述第一散热装置5包括散热器。所述高压部件散热系统包括串联的升压式DC/DC变换器6、电机控制器7、高压集成电源8和电机9以及第二散热装置10，所述电机与第二散热装置10连接。在本实施例中，所述第二散热装置10包括散热器。所述第二散热装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，包括电堆散热系统、高压部件散热系统、分别与电堆散热系统和高压部件散热系统连接的第一换热器、连接在电堆散热系统和暖风系统之间的第二换热器以及连接在高压部件散热系统和暖风系统之间的第三换热器。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，包括电堆散热系统、高压部件散热系统、分别与电堆散热系统和高压部件散热系统连接的第一换热器、连接在电堆散热系统和暖风系统之间的第二换热器以及连接在高压部件散热系统和暖风系统之间的第三换热器。


2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述电堆散热系统包括燃料电池堆和与燃料电池堆连接的第一散热器。


3.根据权利要求1所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述高压部件散热系统包括串联的升压式DC/DC变换器、电机控制器、高压集成电源和电机以及与电机连接的第二散热器。


4.根据权利要求2或3所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述第一散热器和第二散热器并列排布设置，所述第一散热器一旁还设置有风扇。


5.根据权利要求1所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述第一换热器的热流体进口通过管道与第二散热器连接；所述第一换热器的热流体出口通过管道与第一散热器连接；所述第一换热器的冷流体进口通过管道与第二换热器的冷流体出口连接，所述第一换热器的冷流体出口通过管道与第三换热器的冷流体进口连接。


6.根据权利要求1所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述第二换热器的热流体进口通过管道与燃料电池堆连接，所述第二换热器的热流体出口通过管道与暖风系统的输入端连接；所述第二换热器的冷流体进口通过管道与第三换热器的冷流体出口连接；所述第二换热器的冷流体出口与所述第一换热器的冷流体进口连接。


7.根据权利要求1所述的燃料电池汽车低功耗多元耦合散热系统，其特征是，所述第三换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志先，梁满志，王丙虎，冯海明，张成良，刘海慧，
申请(专利权)人：中通客车控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37