燃料电池汽车热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种燃料电池汽车热管理系统及方法。其中，燃料电池汽车热管理系统，包括：燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组；所述燃料电池冷却装置：用于与所述动力电池装置或所述换热器组交换热量；所述热泵空调装置：用于与所述燃料电池冷却装置、动力电池冷却装置或换热器组提供交换热量；在热泵空调装置提供暖风的初始状态时，所述换热器组，还用于提供初始热量。达到降低能耗且提高能量利用率的效果。

Thermal management system and method of fuel cell vehicle

【技术实现步骤摘要】
燃料电池汽车热管理系统及方法
本专利技术属于汽车
，更具体地，涉及一种燃料电池汽车热管理系统及方法。
技术介绍
随着新能源汽车的发展，目前新能源汽车的数量在逐渐增多，现有的新能源汽车采用普通空调，或者PTC(电阻丝)加热等方式为燃料电池电堆、乘员舱或者动力电池加热，采用风冷或者液冷的模式为电堆及动力电池降温。现有技术中每个部件都在单独使用自身的散热及加热系统对部件进行降温或加热，因此存在能耗高且能量利用率低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种燃料电池汽车热管理系统及方法，至少解决现有技术中能耗高且能量利用率低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种燃料电池汽车热管理系统，包括：燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组；所述燃料电池冷却装置：用于与所述动力电池装置或所述换热器组交换热量；所述热泵空调装置：用于与所述燃料电池冷却装置、动力电池冷却装置或换热器组提供交换热量；在热泵空调装置提供暖风的初始状态时，所述换热器组，还用于提供初始热量。可选的，所述换热器组，包括：电阻丝、换热器和蒸发器。可选的，所述换热器组还包括，启动电瓶，所述启动电瓶为所述电阻丝提供电源。可选的，所述燃料电池冷却装置，包括：燃料电池电堆、第一电磁阀、燃料电池冷却管路水泵、散热器、燃料电池辅助冷却管路水泵、第二电磁阀、第一热交换器、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀，所述燃料电池电堆的冷却液经第一电磁阀后分为两路，一路经所述燃料电池冷却管路水泵和散热器后流入燃料电池电堆，另一路又分为C路和D路，所述C路的冷却液依次经燃料电池辅助冷却管路水泵、第二电磁阀和热交换器后流入所述燃料电池电堆，所述D路的冷却液依次经所述换热器、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀后流入所述燃料电池电堆。可选的，所述动力电池冷却装置，包括：动力电池、动力电池液冷却管路水泵和第二热交换器，所述动力电池的冷却液经动力电池液冷却管路水泵和第二热交换器后流入所述动力电池；流经第三电磁阀的冷却液经第二热交换器后流入所述燃料电池电堆。可选的，所述热泵空调装置，包括热泵、冷凝器、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，所述泠凝器的介质经热泵后分为三路，第一路介质经第四电磁阀、第一热交换器后流入泠凝器，第二路介质经第五电磁阀、蒸发器后流入泠凝器，第三路经第六电磁阀第二热交换器后流入泠凝器。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种燃料电池汽车热管理方法，包括：当热风开启时，当燃料电池冷却装置中的燃料电池电堆低于第一设定温度时，所述热泵空调装置为换热器组中的蒸发器提供热量；当冷风开启时，所述热泵空调装置为换热器组中的蒸发器提供冷量；当动力电池的温度低于第二设定温度，且所述燃料电池电堆的温度大于等于第一设定温度时，燃料电池冷却装置为所述动力电池提供热量；当动力电池的温度低于第二设定温度，且所述燃料电池电堆的温度大小于第一设定温度时，热泵空调装置为所述动力电池提供热量；当动力电池的温度超过第三设定温度时，所述热泵空调装置为所述动力电池提供冷量，从而用于降低所述动力电池的温度；当环境温度低于第四设定温度时，所述热泵空调装置为所述燃料电池电堆提供热量；当燃料电池电堆的运行温度超过第五设定温度时，燃料电池冷却装置中的散热器为燃料电池电堆降温；当燃料电池电堆的运行温度超过第六设定温度时，所述热泵空调装置为所述燃料电池电堆提供冷量，从而降低燃料电池电堆的温度。可选的，当热风开启时，所述热泵空调装置为换热器组中的蒸发器提供热量前，换热器组的电阻丝通电提供热量，当换热器组的蒸发器或换热器的温度高于第七设定温度时，再启动所述热泵空调装置。可选的，当动力电池的温度超过第八设定温度且低于第三设定温度时，所述燃料电池冷却装置、热泵空调装置和换热器组均不与所述动力电池进行能量交换。可选的，当所述燃料电池电堆启动后且所述燃料电池电堆的运行温度超过第九设定温度时，所述热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组均不与所述燃料电池冷却装置进行能量交换。本专利技术实施例对燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组综合调配，根据每个装置的温度和环境温度，调节相应的装置对燃料电池电堆、动力电池、乘员舱等汽车部件进行降温或加热，对整个车内的温度进行整体控制，充分利用各装置运行中产生的热量或冷量为汽车温度进行控制，从而降低能耗且提高能量利用率。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的燃料电池汽车热管理系统的原理框图；附图标记：1-燃料电池电堆；2-热泵；3-动力电池；4-乘员舱；5-热换器组；6-电阻丝；7-换热器；8-蒸发器；9-鼓风机；10-第二热换器；11-动力电池液冷管路；12-动力电池液冷管路水泵；13-冷凝器；14-散热器；15-燃料电池冷却管路水泵；16-第一电磁阀；17-第三电磁阀；18-第一热交换器；19-第二电磁阀；20-燃料电池辅助冷却管路水泵；21-第四电磁阀；22-第五电磁阀；23-第六电磁阀；24-启动电瓶。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。如图1所示，一种燃料电池汽车热管理系统，包括：燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和热换器组5；所述燃料电池冷却装置：用于与所述动力电池3装置或所述热换器组5交换热量；所述热泵空调装置：用于与所述燃料电池冷却装置、动力电池冷却装置或热换器组5提供交换热量；在热泵空调装置提供暖风的初始状态时，所述热换器组5，还用于提供初始热量。可选的，所述热换器组5，包括：电阻丝6、换热器7和蒸发器8。可选的，所述热换器组5还包括，启动电瓶24，所述启动电瓶24为所述电阻丝6提供电源。可选的，所述燃料电池冷却装置，包括：燃料电池电堆1、第一电磁阀16、燃料电池冷却管路水泵15、散热器14、燃料电池辅助冷却管路水泵20、第二电磁阀19、第一热交换器18、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀17，所述燃料电池电堆1的冷却液经第一电磁阀16后分为两路，一路经所述燃料电池冷却管路水泵15和散热器14后流入燃料电池电堆1，另一路又分为C路和D路，所述C路的冷却液依次经燃料电池辅助冷却管路水泵20、第二电磁阀19和热交换器后流入所述燃料电池电堆1，所述D路的冷却液依次经所述换热器7、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀17后流入所述燃料电池电堆1。可选的，所述动力电池冷却装置，包括：动力电池3、动力电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，包括：/n燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组；/n所述燃料电池冷却装置：用于与所述动力电池装置或所述换热器组交换热量；/n所述热泵空调装置：用于与所述燃料电池冷却装置、动力电池冷却装置或换热器组提供交换热量；/n在热泵空调装置提供暖风的初始状态时，所述换热器组，还用于提供初始热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，包括：
燃料电池冷却装置、热泵空调装置、动力电池冷却装置和换热器组；
所述燃料电池冷却装置：用于与所述动力电池装置或所述换热器组交换热量；
所述热泵空调装置：用于与所述燃料电池冷却装置、动力电池冷却装置或换热器组提供交换热量；
在热泵空调装置提供暖风的初始状态时，所述换热器组，还用于提供初始热量。


2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，所述换热器组，包括：
电阻丝、换热器和蒸发器。


3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，所述换热器组还包括，启动电瓶，所述启动电瓶为所述电阻丝提供电源。


4.根据权利要求2所述的燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，所述燃料电池冷却装置，包括：
燃料电池电堆、第一电磁阀、燃料电池冷却管路水泵、散热器、燃料电池辅助冷却管路水泵、第二电磁阀、第一热交换器、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀，所述燃料电池电堆的冷却液经第一电磁阀后分为两路，一路经所述燃料电池冷却管路水泵和散热器后流入燃料电池电堆，另一路又分为C路和D路，所述C路的冷却液依次经燃料电池辅助冷却管路水泵、第二电磁阀和热交换器后流入所述燃料电池电堆，所述D路的冷却液依次经所述换热器、燃料电池余热管路水泵和第三电磁阀后流入所述燃料电池电堆。


5.根据权利要求4所述的燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，所述动力电池冷却装置，包括：
动力电池、动力电池液冷却管路水泵和第二热交换器，所述动力电池的冷却液经动力电池液冷却管路水泵和第二热交换器后流入所述动力电池；
流经第三电磁阀的冷却液经第二热交换器后流入所述燃料电池电堆。


6.根据权利要求5所述的燃料电池汽车热管理系统，其特征在于，所述热泵空调装置，包括热泵、冷凝器、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，所述泠凝器的介质经热泵后分为三路，第一路介质经第四电磁阀、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晨，邓威，原诚寅，
申请(专利权)人：北京新能源汽车技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11