一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置制造方法及图纸

本公开公开了一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置，该系统包括：控制单元，所述控制单元分别与空调制冷系统、燃料电池冷却液循环系统和燃料电池组连接；所述空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统通过板式换热装置连接，进行热量交换；所述燃料电池冷却液循环系统与燃料电池组连接，所述控制单元采集燃料电池组数据控制所述燃料电池冷却液循环系统对燃料电池组进行低温冷启动预热，以及控制空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统冷却燃料电池组。

An integrated fuel cell thermal management system for automobile air conditioner and its control method and device

The invention discloses an integrated fuel cell heat management system, a control method and a device for an automobile air conditioner. The system comprises a control unit which is respectively connected with an air conditioner refrigeration system, a fuel cell coolant circulation system and a fuel cell bank; the air conditioner refrigeration system and the fuel cell coolant circulation system are connected through a plate heat exchange device for heat exchange Change: the fuel cell coolant circulating system is connected with the fuel cell group, the control unit collects the data of the fuel cell group, controls the fuel cell coolant circulating system to preheat the fuel cell group by cold start at low temperature, and controls the air conditioning refrigeration system and the fuel cell coolant circulating system to cool the fuel cell group.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置
本公开属于汽车制造的
，涉及一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。目前，燃料电池汽车技术由于具有零排放、续驶里程长、加氢时间短等优势而被认为是未来汽车动力的终极技术路线之一。国内外发达国家和地区高度重视氢燃料电池技术，积极推动产业链发展，并将燃料电池汽车纳入国家或地区战略发展体系并进行重点规划，在基础设施、技术研发、标准法规、应用端补贴等领域进行全面布局。世界各大知名车企也已将燃料电池汽车列为重点发展方向，积极部署研发和量产计划。燃料电池系统作为燃料电池汽车的主动力源，其工作原理是氢、氧在催化剂作用下发生电化学反应而生成电能。然而，专利技术人在研究过程中发现，与传统动力源相比，燃料电池最佳工作温度区间较小，温度对其性能、寿命等有着十分显著的影响。当温度过低时，燃料电池存在明显的活化极化，质子交换膜的阻抗变大。当温度过高时，水的蒸发速度加快，会使反应气体带走过量的水而使质子交换膜脱水，使膜的性能变差引起燃料电池性能下降，因而燃料电池对热管理系统要求较为苛刻。目前车辆多采用燃料电池独立热管理系统，循环回路复杂、布置困难且增加整车成本，不利于大批量推广。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本公开的一个或多个实施例提供了一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置,采用纯电动汽车上应用成熟的空调制冷系统，与燃料电池冷却回路一体化集成燃料电池，通过监控水温实现燃料电池进水温度的实时控制，有效实现控制燃料电池的工作温度保持在合理的范围内。根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统。一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，该系统包括：控制单元，所述控制单元分别与空调制冷系统、燃料电池冷却液循环系统和燃料电池组连接；所述空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统通过板式换热装置连接，进行热量交换；所述燃料电池冷却液循环系统与燃料电池组连接，所述控制单元采集燃料电池组数据控制所述燃料电池冷却液循环系统对燃料电池组进行低温冷启动预热，以及控制空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统冷却燃料电池组。进一步地，在该系统中，所述空调制冷系统包括空调压缩机、空调冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器，所述空调压缩机、空调冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器依次连接组成常规电动空调制冷循环回路；所述板式换热装置与所述空调压缩机进口连接。进一步地，在该系统中，所述空调制冷系统还包括第二电子膨胀阀，所述空调压缩机、空调冷凝器、第二电子膨胀阀和板式换热装置依次连接组成燃料电池降温回路。进一步地，在该系统中，所述燃料电池组通过两端的冷却液进口和冷却液出口分别与所述燃料电池冷却液循环系统连接，组成燃料电池冷却液回路。进一步地，在该系统中，所述燃料电池冷却液循环系统包括冷却液循环驱动装置、去离子过滤装置、节温器和温压一体传感器，所述燃料电池组、冷却液出口冷却液循环驱动装置、板式换热装置、去离子过滤装置、节温器、温压一体传感器和冷却液进口依次连接组成燃料电池冷却液外部循环回路。进一步地，在该系统中，所述燃料电池冷却液循环系统还包括PTC电加热装置，所述燃料电池组、冷却液出口冷却液循环驱动装置、PTC电加热装置、去离子过滤装置、节温器、温压一体传感器和冷却液进口依次连接组成燃料电池冷却液内部加热循环回路。进一步地，在该系统中，所述燃料电池冷却液循环系统还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱与冷却液循环驱动装置进口连接。进一步地，在该系统中，所述控制单元分别与燃料电池组、温压一体传感器、空调面板、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、冷却液循环驱动装置和PTC电加热装置连接。根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制方法。一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制方法，基于所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，该方法在所述控制单元实现，包括：接收燃料电池组发出的冷却请求或预热请求；当接收的为冷却请求时，采集温压一体传感器和控制面板的输入信号，进行调理；采用闭环温度控制算法发送调节制冷剂流量指令至所述第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀，发送调节转速指令至所述冷却液循环驱动装置；当接收的为预热请求时，采集温压一体传感器的输入信号，进行调理；发送加热指令至所述PTC电加热装置，冷却液通过所述PTC电加热装置加热后，通过燃料电池冷却液内部加热循环回路至燃料电池组，使其达到启动温度。根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种计算机可读存储介质。一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制方法。根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种终端设备。一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制方法。根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制装置。一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制装置，基于所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统控制方法，包括：请求接收模块，被配置为接收燃料电池组发出的冷却请求或预热请求；制冷控制模块，被配置为当接收的为冷却请求时，采集温压一体传感器和控制面板的输入信号，进行调理；采用闭环温度控制算法发送调节制冷剂流量指令至所述第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀，发送调节转速指令至所述冷却液循环驱动装置；加热控制模块，被配置为当接收的为预热请求时，采集温压一体传感器的输入信号，进行调理；发送加热指令至所述PTC电加热装置，冷却液通过所述PTC电加热装置加热后，通过燃料电池冷却液内部加热循环回路至燃料电池组，使其达到启动温度。本公开的有益效果：本公开提供的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统及控制方法、装置，通过设计空调制冷与燃料电池一体化集成热管理系统，极大的简化了燃料电池热管理系统，解决了燃料电池汽车热管理系统布置复杂、故障点多、成本高的问题；通过控制单元采集燃料电池进口冷却液温度、压力，采用闭环温度控制算法控制电子膨胀阀调节流量，使乘客舱和燃料电池系统的制冷量分配合理，达到既保证燃料电池工作温度在合理范围内，又使乘客舱内温度适宜。通过热管理系统的高度集成及一体化控制达到提高能量利用率、降低系统复杂性及成本的目标，并满足批量化生产要求的优点。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本公开一个或多个实施例提出的一种汽车用空调集成燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，该系统包括：控制单元，所述控制单元分别与空调制冷系统、燃料电池冷却液循环系统和燃料电池组连接；/n所述空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统通过板式换热装置连接，进行热量交换；所述燃料电池冷却液循环系统与燃料电池组连接，所述控制单元采集燃料电池组数据控制所述燃料电池冷却液循环系统对燃料电池组进行低温冷启动预热，以及控制空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统冷却燃料电池组。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，该系统包括：控制单元，所述控制单元分别与空调制冷系统、燃料电池冷却液循环系统和燃料电池组连接；
所述空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统通过板式换热装置连接，进行热量交换；所述燃料电池冷却液循环系统与燃料电池组连接，所述控制单元采集燃料电池组数据控制所述燃料电池冷却液循环系统对燃料电池组进行低温冷启动预热，以及控制空调制冷系统与燃料电池冷却液循环系统冷却燃料电池组。


2.如权利要求1所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，在该系统中，所述空调制冷系统包括空调压缩机、空调冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器，所述空调压缩机、空调冷凝器、第一电子膨胀阀和空调蒸发器依次连接组成常规电动空调制冷循环回路；所述板式换热装置与所述空调压缩机进口连接。


3.如权利要求2所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，在该系统中，所述空调制冷系统还包括第二电子膨胀阀，所述空调压缩机、空调冷凝器、第二电子膨胀阀和板式换热装置依次连接组成燃料电池降温回路。


4.如权利要求1所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，在该系统中，所述燃料电池组通过两端的冷却液进口和冷却液出口分别与所述燃料电池冷却液循环系统连接，组成燃料电池冷却液回路；
所述燃料电池冷却液循环系统包括冷却液循环驱动装置、去离子过滤装置、节温器和温压一体传感器，所述燃料电池组、冷却液出口冷却液循环驱动装置、板式换热装置、去离子过滤装置、节温器、温压一体传感器和冷却液进口依次连接组成燃料电池冷却液外部循环回路；
所述燃料电池冷却液循环系统还包括PTC电加热装置，所述燃料电池组、冷却液出口冷却液循环驱动装置、PTC电加热装置、去离子过滤装置、节温器、温压一体传感器和冷却液进口依次连接组成燃料电池冷却液内部加热循环回路。


5.如权利要求4所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理系统，其特征在于，在该系统中，所述燃料电池冷却液循环系统还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱与冷却液循环驱动装置进口连接。


6.如权利要求1所述的一种汽车用空调集成燃料电池热管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：囤金军，谯凯，宋金香，梁满志，冯海明，王保龙，吴洪亭，
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