车载燃料电池的冷却循环系统及其控制方法技术方案

技术编号:23403052 阅读:32 留言:0更新日期:2020-02-22 15:02
本发明专利技术公开了一种车载燃料电池的冷却循环系统及其控制方法。其中,冷却循环系统包括:控制器以及通过管路串联连接的车载燃料电池、水泵、水暖换热器以及散热器,散热器包括电子风扇,水暖换热器包括电动两通阀以及第一通路和第二通路,第二通路的入口与整车空调系统的供水水路连接,第二通路的出口与电动两通阀的入口连接,电动两通阀的出口通过管路与整车空调系统的回水水路连接,控制器用于在冷却水入口处冷却水的实际温度大于期望温度时,根据实际温度和期望温度控制电动两通阀的开度,还用于在实际温度大于期望温度并且电动两通阀打开至最大允许开度时,根据实际温度和期望温度控制电子风扇的开度,实现了对取暖水路与散热水路的解耦控制。

Cooling cycle system and control method of vehicle fuel cell

【技术实现步骤摘要】
车载燃料电池的冷却循环系统及其控制方法
本专利技术涉及燃料电池
,尤其涉及一种车载燃料电池的冷却循环系统及其控制方法。
技术介绍
燃料电池在工作时除了能够产生电能,还能够产生热量,并且产生的热量功率甚至可与产生的电能功率相当,为了避免这些热量的浪费,与传统燃油汽车类似,可以利用这些热量来取暖,具体地,可以在车载燃料电池系统中增加水暖换热器,来实现对燃料电池汽车的供暖。在当前的车载燃料电池系统中,水暖换热器所在取暖水路通常与散热器所在散热水路并联,之后,再与燃料电池堆所在冷却水路串联,其中,取暖水路以及散热回路又分别采用阀体来实现流量控制,使得对取暖水路以及散热水路的控制耦合在一起,从而难以实现对燃料电池堆入口温度的稳定、准确控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中对取暖水路以及散热水路的控制耦合在一起的缺陷,提供一种车载燃料电池的冷却循环系统及其控制方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题:一种车载燃料电池的冷却循环系统,所述冷却循环系统包括控制器、车载燃料电池、水泵、水暖换热器以及散热器,所述散热器包括电子风扇,所述水暖换热器包括第一通路、第二通路以及电动两通阀,所述第二通路与所述第一通路中的水流对向流动,并且所述第二通路与整车空调系统的冷却回路并联,所述冷却回路包括供水水路和回水水路;其中:所述车载燃料电池的冷却水出口通过管路与所述水泵的入口连接;所述水泵的出口通过管路与所述第一通路的入口连接;所述第一通路的出口通过管路与所述散热器的入口连接;所述散热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;所述第二通路的入口通过管路与所述供水水路连接;所述第二通路的出口通过管路与电动两通阀的入口连接;所述电动两通阀的出口通过管路与所述回水水路连接;所述控制器用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于期望温度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电动两通阀的开度;所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于所述期望温度并且所述电动两通阀打开至最大允许开度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电子风扇的开度。较佳地,所述冷却循环系统还包括电磁阀和中冷器;其中:所述车载燃料电池的冷却水入口通过管路与所述中冷器的入口连接;所述中冷器的出口通过管路与所述电磁阀的入口连接;所述电磁阀的出口通过管路与所述水泵的入口连接;所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于第一温度阈值时,打开所述电磁阀;其中,所述第一温度阈值小于所述期望温度。较佳地,所述冷却循环系统还包括电动三通阀和电加热器;其中:所述水泵的出口通过管路与所述电动三通阀的入口连接;所述电动三通阀的第一出口通过管路与所述第一通路的入口连接;所述电动三通阀的第二出口通过管路与所述电加热器的入口连接;所述电加热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度小于第二温度阈值时完全打开所述第二出口并打开所述电加热器,在所述冷却水入口处冷却水的实际温度不小于所述第二温度阈值时关闭所述电加热器;所述控制器还用于在所述电磁阀打开并且所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于第一温度阈值时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述第一温度阈值控制所述电动三通阀的开度;其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。较佳地,所述车载燃料电池与所述水泵之间的管路、所述水泵与所述电动三通阀之间的管路、所述电动三通阀与所述电加热器之间的管路、所述电加热器与所述车载燃料电池之间的管路中的至少一个设有保温层。较佳地,所述控制器还用于根据死区设置指令设置温度控制死区,所述控制器在所述温度控制死区内不执行控制操作。较佳地,所述冷却循环系统还包括膨胀水箱和离子交换器;其中:所述散热器的排水气接口通过管路与所述离子交换器的一端连接;所述离子交换器的另一端通过管路与所述膨胀水箱的入口连接;所述膨胀水箱的出口通过管路与所述水泵的入口连接;和/或,所述冷却循环系统还包括温度传感器;所述温度传感器与所述控制器电连接,用于检测所述冷却水入口处冷却水的实际温度;和/或,所述车载燃料电池的冷却水入口所在管路上还设有过滤器;所述过滤器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;所述过滤器的入口通过管路与所述散热器的出口连接。一种车载燃料电池的冷却循环系统的控制方法,所述冷却循环系统包括控制器、车载燃料电池、水泵、水暖换热器以及散热器,所述散热器包括电子风扇,所述水暖换热器包括第一通路、第二通路以及电动两通阀,所述第二通路与所述第一通路中的水流对向流动,并且所述第二通路与整车空调系统的冷却回路并联,所述冷却回路包括供水水路和回水水路;其中:所述车载燃料电池的冷却水出口通过管路与所述水泵的入口连接;所述水泵的出口通过管路与所述第一通路的入口连接;所述第一通路的出口通过管路与所述散热器的入口连接;所述散热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;所述第二通路的入口通过管路与所述供水水路连接;所述第二通路的出口通过管路与电动两通阀的入口连接;所述电动两通阀的出口通过管路与所述回水水路连接;所述控制方法包括:设置期望温度;获取所述车载燃料电池的冷却水入口处冷却水的实际温度;判断所述冷却水入口处冷却水的实际温度是否大于所述期望温度;若大于所述期望温度,则根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电动两通阀的开度;判断所述电动两通阀的实际开度是否达到所述电动两通阀的最大允许开度;若达到所述最大允许开度,则再次判断所述冷却水入口处冷却水的实际温度是否大于期望温度,并在判断为是时根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电子风扇的开度。较佳地,所述冷却循环系统还包括电磁阀和中冷器;其中:所述车载燃料电池的冷却水入口通过管路与所述中冷器的入口连接;所述中冷器的出口通过管路与所述电磁阀的入口连接;所述电磁阀的出口通过管路与所述水泵的入口连接;在所述获取所述车载燃料电池的冷却水入口处冷却水的实际温度的步骤之前还包括:设置第一温度阈值,所述第一温度阈值小于所述期望温度;在所述判断所述冷却水入口处冷却水的实际温度是否大于所述期望温度的步骤之前还包括:判断所述冷却水入口处冷却水的实际温度是否大于所述第一温度阈值;若是,则打开所述电磁阀。较佳地,所述冷却循环系统还包括电动三通阀和电加热器;其中:所述水泵的出口通过管路与所述电动三通阀的入口连接;所述电动三通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述冷却循环系统包括控制器、车载燃料电池、水泵、水暖换热器以及散热器,所述散热器包括电子风扇,所述水暖换热器包括第一通路、第二通路以及电动两通阀,所述第二通路与所述第一通路中的水流对向流动,并且所述第二通路与整车空调系统的冷却回路并联,所述冷却回路包括供水水路和回水水路;其中:/n所述车载燃料电池的冷却水出口通过管路与所述水泵的入口连接;/n所述水泵的出口通过管路与所述第一通路的入口连接;/n所述第一通路的出口通过管路与所述散热器的入口连接;/n所述散热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;/n所述第二通路的入口通过管路与所述供水水路连接;/n所述第二通路的出口通过管路与电动两通阀的入口连接;/n所述电动两通阀的出口通过管路与所述回水水路连接;/n所述控制器用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于期望温度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电动两通阀的开度;/n所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于所述期望温度并且所述电动两通阀打开至最大允许开度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电子风扇的开度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述冷却循环系统包括控制器、车载燃料电池、水泵、水暖换热器以及散热器,所述散热器包括电子风扇,所述水暖换热器包括第一通路、第二通路以及电动两通阀,所述第二通路与所述第一通路中的水流对向流动,并且所述第二通路与整车空调系统的冷却回路并联,所述冷却回路包括供水水路和回水水路;其中:
所述车载燃料电池的冷却水出口通过管路与所述水泵的入口连接;
所述水泵的出口通过管路与所述第一通路的入口连接;
所述第一通路的出口通过管路与所述散热器的入口连接;
所述散热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;
所述第二通路的入口通过管路与所述供水水路连接;
所述第二通路的出口通过管路与电动两通阀的入口连接;
所述电动两通阀的出口通过管路与所述回水水路连接;
所述控制器用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于期望温度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电动两通阀的开度;
所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于所述期望温度并且所述电动两通阀打开至最大允许开度时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述期望温度控制所述电子风扇的开度。


2.如权利要求1所述的车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述冷却循环系统还包括电磁阀和中冷器;其中:
所述车载燃料电池的冷却水入口通过管路与所述中冷器的入口连接;
所述中冷器的出口通过管路与所述电磁阀的入口连接;
所述电磁阀的出口通过管路与所述水泵的入口连接;
所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于第一温度阈值时,打开所述电磁阀;
其中,所述第一温度阈值小于所述期望温度。


3.如权利要求2所述的车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述冷却循环系统还包括电动三通阀和电加热器;其中:
所述水泵的出口通过管路与所述电动三通阀的入口连接;
所述电动三通阀的第一出口通过管路与所述第一通路的入口连接;
所述电动三通阀的第二出口通过管路与所述电加热器的入口连接;
所述电加热器的出口通过管路与所述车载燃料电池的冷却水入口连接;
所述控制器还用于在所述冷却水入口处冷却水的实际温度小于第二温度阈值时完全打开所述第二出口并打开所述电加热器,在所述冷却水入口处冷却水的实际温度不小于所述第二温度阈值时关闭所述电加热器;
所述控制器还用于在所述电磁阀打开并且所述冷却水入口处冷却水的实际温度大于第一温度阈值时,根据所述冷却水入口处冷却水的实际温度和所述第一温度阈值控制所述电动三通阀的开度;
其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。


4.如权利要求3所述的车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述车载燃料电池与所述水泵之间的管路、所述水泵与所述电动三通阀之间的管路、所述电动三通阀与所述电加热器之间的管路、所述电加热器与所述车载燃料电池之间的管路中的至少一个设有保温层。


5.如权利要求1所述的车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述控制器还用于根据死区设置指令设置温度控制死区,所述控制器在所述温度控制死区内不执行控制操作。


6.如权利要求1所述的车载燃料电池的冷却循环系统,其特征在于,所述冷却循环系统还包括膨胀水箱和离子交换器;其中:
所述散热器的排水气接口通过管路与所述离子交换器的一端连接;
所述离子交换器的另一端通过管路与所述膨胀水箱的入口连接;
所述膨胀水箱的出口通过管路与所述水泵的入口连接;
和/或,
所述冷却循环系统还包括温度传感器;
所述温度传感器与所述控制器电连接,用于检测所述冷却水入口处冷却水的实际温度;
和/或,
所述车载燃料电池的冷却水入口所在管路上还设有过滤器;<...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈建平林业发吴炎花季文姣李然徐吉林
申请(专利权)人:上海电气集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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