一种燃料电池组和空调联合热管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池组和空调联合热管理系统及其控制方法，方法包括利用第一温度传感器获取燃料电池子系统中的燃料电池组的电池温度，利用第二温度传感器获取空调子系统所在的乘员舱的乘员舱温度；根据电池温度判断燃料电池组的第一响应需求，根据乘员舱温度判断乘员舱的第二响应需求，并查询预设的响应需求组合表，根据第一响应需求和第二响应需求选择匹配的热管理控制模式；燃料电池控制组件和空调控制组件分别按照匹配的热管理控制模式进行工作。本发明专利技术建立了燃料电池子系统和空调子系统的热管理互联的方案，能够对燃料电池组进行有效热管理，有效避免燃料电池组短时高温的现象发生，大大提升了能量利用率与热管理效率。

A combined thermal management system of fuel cell and air conditioner and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池组和空调联合热管理系统及其控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种燃料电池组和空调联合热管理系统及其控制方法。
技术介绍
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。与传统能源相比，燃料电池最大的特点是在反应过程中不涉及燃烧，因而能量转换效率不受卡诺循环的限制，其能量转换效率高达60％-80％，具有高效、清洁的显著特点，被认为是21世纪首选的洁净高效发电技术。随着新能源汽车的发展，新能源汽车的动力来源也具有更多可能，世界各国及企业在研究和开发燃料电池汽车的领域也取得了重大的成果和进展。燃料电池的效率一般在50％左右，即燃料电池对外输出功率和排出的热量是相等的，因此燃料电池发动机排出的热量很大，约为内燃机排出热量的2～3倍。质子交换膜燃料电池(ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC)的温度特性主要由质子交换膜特性决定，以最常用的Nafion膜为例，其最佳工作温度温度不宜超出80℃，超过该温度时膜的稳定性和质子传导性能会严重下降。由于质子交换膜对温度的敏感性，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池组和空调联合热管理系统，应用于电动汽车上，包括燃料电池子系统(1)和空调子系统(2)，所述燃料电池子系统(1)和所述空调子系统(2)电连接，且所述燃料电池子系统(1)和所述空调子系统(2)通过管道连通，其特征在于，所述燃料电池子系统(1)包括燃料电池组(11)、燃料电池控制组件(13)和用于检测所述燃料电池组(11)的电池温度的第一温度传感器(12)，所述燃料电池组(11)分别与所述第一温度传感器(12)和所述燃料电池控制组件(13)电连接，且所述燃料电池组(11)通过管道与所述燃料电池控制组件(13)连通；/n所述空调子系统(2)包括空调控制组件(22)和用于检测所述空调子系...

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池组和空调联合热管理系统，应用于电动汽车上，包括燃料电池子系统(1)和空调子系统(2)，所述燃料电池子系统(1)和所述空调子系统(2)电连接，且所述燃料电池子系统(1)和所述空调子系统(2)通过管道连通，其特征在于，所述燃料电池子系统(1)包括燃料电池组(11)、燃料电池控制组件(13)和用于检测所述燃料电池组(11)的电池温度的第一温度传感器(12)，所述燃料电池组(11)分别与所述第一温度传感器(12)和所述燃料电池控制组件(13)电连接，且所述燃料电池组(11)通过管道与所述燃料电池控制组件(13)连通；
所述空调子系统(2)包括空调控制组件(22)和用于检测所述空调子系统(2)所在的乘员舱的乘员舱温度的第二温度传感器(21)，所述空调控制组件(22)与所述第二温度传感器(21)电连接，所述第二温度传感器(21)和所述空调控制组件(22)均分别与所述燃料电池组(11)电连接，且所述空调控制组件(22)通过管道与所述燃料电池控制组件(13)连通。


2.根据权利要求1所述的燃料电池组和空调联合热管理系统，其特征在于，所述燃料电池控制组件(13)包括散热器(131)、第一热敏电阻(132)、三通阀(133)和电池热交换器(134)，所述散热器(131)、所述第一热敏电阻(132)和所述电池热交换器(134)均分别与所述燃料电池组(11)电连接；
所述三通阀(133)包括两个进口端和一个出口端，所述三通阀(133)的两个进口端均通过管道分别与所述燃料电池组(11)的出口端连通，所述三通阀(133)的出口端通过管道与所述燃料电池组(11)的进口端连通，所述散热器(131)设置在所述三通阀(133)的其中一个进口端与所述燃料电池组(11)的出口端之间的管道上，所述第一热敏电阻(132)设置在所述三通阀(133)的另一个进口端与所述燃料电池组(11)的出口端之间的管道上，所述电池热交换器(134)设置在所述三通阀(133)的出口端与所述燃料电池组(11)的进口端之间的管道上；
所述电池热交换器(134)包括一个冷端入口、一个冷端出口、一个热端入口和一个热端出口；所述电池热交换器(134)的冷端入口和热端入口均通过管道分别与所述三通阀(133)的出口端连通，所述电池热交换器(134)的冷端出口和热端出口均通过管道分别与所述燃料电池组(11)的进口端连通；所述电池热交换器(134)的冷端入口、冷端出口、热端入口和热端出口均通过管道分别与所述空调控制组件(22)连通。


3.根据权利要求2所述的燃料电池组和空调联合热管理系统，其特征在于，所述燃料电池子系统(1)还包括电池组冷却液供给箱(14)、冷却液水泵(15)和用于检测冷却液温度的第三温度传感器(16)，冷却液水泵(15)和所述第三温度传感器(16)均分别与所述燃料电池组(11)电连接；
所述燃料电池组(11)的进口端与所述电池热交换器(134)的冷端出口之间的管道上和所述燃料电池组(11)的进口端与所述电池热交换器(134)的热端出口之间的管道上设有第一公共联接点，所述电池组冷却液供给箱(14)设置在所述第一公共联接点处，所述散热器(131)与所述燃料电池组(11)的出口端之间的管道上和所述第一热敏电阻(132)与所述燃料电池组(11)的出口端之间的管道上设有第二公共联接点，所述冷却液水泵(15)设置在所述第二公共联接点与所述燃料电池组(11)的出口端之间的管道上，所述第三温度传感器(16)设置在所述第二公共联接点与所述冷却液水泵(15)之间的管道上。


4.根据权利要求2所述的燃料电池组和空调联合热管理系统，其特征在于，所述空调子系统(2)还包括电动压缩机(23)和气液分离器(24)，所述电动压缩机(23)和所述气液分离器(24)均分别与所述燃料电池组(11)电连接；
所述电动压缩机(23)通过管道依次与所述空调控制组件(22)和所述气液分离器(24)连通。


5.根据权利要求4所述的燃料电池组和空调联合热管理系统，其特征在于，所述空调控制组件(22)包括第一车内换热器(220)、第二车内换热器(221)、车外换热器(222)、第一电子膨胀阀(223)、第二电子膨胀阀(224)、第三电子膨胀阀(225)、第四电子膨胀阀(226)、第五电子膨胀阀(227)、第一截止阀(228)、第二截止阀(229)、第三截止阀(2210)、第四截止阀(2211)、第五截止阀(2212)和第二热敏电阻(2213)；所述第一车内换热器(220)、所述第二车内换热器(221)、所述车外换热器(222)、所述第一电子膨胀阀(223)、所述第二电子膨胀阀(224)、所述第三电子膨胀阀(225)、所述第四电子膨胀阀(226)、所述第五电子膨胀阀(227)、所述第一截止阀(228)、所述第二截止阀(229)、所述第三截止阀(2210)、所述第四截止阀(2211)、所述第五截止阀(2212)和所述第二热敏电阻(2213)均分别与所述燃料电池组(11)电连接；
所述第一车内换热器(220)的进口端通过管道分别与所述电动压缩机(23)的出口端和所述乘员舱连通，所述第一电子膨胀阀(223)设置在所述第一车内换热器(220)的进口端与所述电动压缩机(23)的出口端之间的管道上，所述第二热敏电阻(2213)设置在所述第一车内换热器(220)的进口端与所述乘员舱之间的管道上；所述第一车内换热器(220)的出口端通过管道分别与所述车外换热器(222)的进口端、所述电池热交换器(134)的冷端出口和所述电池热交换器(134)的热端出口连通，所述第二电子膨胀阀(224)设置在所述第一车内换热器(220)的出口端与所述车外换热器(222)的进口端之间的管道上，所述第一车内换热器(220)的出口端与所述电池热交换器(134)的冷端出口之间的管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家欣，郭健忠，毛永，杜新宝，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42