一种油电混合动力系统的余热管理装置及管理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种油电混合动力系统的余热管理装置及管理方法，包括燃料电池冷却液循环系统的燃料电池水箱、燃料电池水箱内的第一温度传感器、燃料电池本体内的第二温度传感器、内燃机冷却液循环系统的冷却液循环支路、内燃机尾气排放系统的尾气能量回收管路和控制器，所述冷却液循环支路的进水口处设有冷却液比例调节阀，所述冷却液循环支路和尾气能量回收管路分别与燃料电池水箱的箱体进行非连通式热交换；所述尾气能量回收管路的进气口设有尾气比例调节阀；控制器根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度数据控制冷却液比例调节阀和尾气比例调节阀的开度。有益效果：本发明专利技术能够快速预热，并且精确控制燃料电池冷却液预热温度，同时降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种油电混合动力系统的余热管理装置及管理方法
本专利技术涉及一种动力系统的余热管理装置及管理方法，特别涉及一种油电混合动力系统的余热管理装置及管理方法，属于混合动力

技术介绍
现有的内燃机与燃料电池均采用独立的冷却水流道，并且依赖于散热器与冷却风扇给冷却介质降温，冷却介质中的热量不能很好的回收利用并且需要依赖额外的电能供风扇工作。内燃机排放的尾气及燃料电池排放的尾气中的能量也并未高效回收利用即排入了大气环境中。由于燃料电池在零下环境中，其反应生成物水会因低温而冻结，造成燃料电池性能下降，无法启动。目前现有的衡量冷启动能力的指标有最低启动温度、启动过程耗能和启动时间等。现有的策略主要为“停机吹扫+外部预热+内部升温”。现阶段大多采用“停机吹扫+启动升温”，即在停机吹扫的基础上，电池启动时使电堆升温融冰的速度快于电堆结冰的速度，来实现冷启动。冬季车辆停机吹扫大致需要几分钟，启动时加热需要10～15分钟的加热时间，该方法导致燃料电池冷启动时间长冷启动，并且需要消耗额外电能。因此急需设计一种能够利用内燃机尾气余热及内燃机冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油电混合动力系统的余热管理装置，包括内燃机总成(1)和燃料电池总成(2)，所述内燃机总成(1)包括内燃机本体(11)、内燃机冷却液循环系统(12)和内燃机尾气排放系统(13)，所述燃料电池总成(2)包括燃料电池本体(21)、燃料电池冷却液循环系统(22)和燃料电池尾气排放系统(23)；所述燃料电池冷却液循环系统(22)包括燃料电池水箱(221)；其特征在于：所述内燃机冷却液循环系统(12)包括内燃机散热器(121)和冷却液循环支路(122)，所述冷却液循环支路(122)并联与内燃机本体(11)的冷却液出水口至内燃机散热器(121)进水口之间的管路上，所述冷却液循环支路(122)的进水口...

【技术特征摘要】
1.一种油电混合动力系统的余热管理装置，包括内燃机总成(1)和燃料电池总成(2)，所述内燃机总成(1)包括内燃机本体(11)、内燃机冷却液循环系统(12)和内燃机尾气排放系统(13)，所述燃料电池总成(2)包括燃料电池本体(21)、燃料电池冷却液循环系统(22)和燃料电池尾气排放系统(23)；所述燃料电池冷却液循环系统(22)包括燃料电池水箱(221)；其特征在于：所述内燃机冷却液循环系统(12)包括内燃机散热器(121)和冷却液循环支路(122)，所述冷却液循环支路(122)并联与内燃机本体(11)的冷却液出水口至内燃机散热器(121)进水口之间的管路上，所述冷却液循环支路(122)的进水口处设有冷却液比例调节阀(123)，所述冷却液循环支路(122)与燃料电池水箱(221)的箱体进行非连通式热交换；所述内燃机尾气排放系统(13)包括尾气能量回收管路(131)，所述尾气能量回收管路(131)与燃料电池水箱(221)的箱体进行非连通式热交换，所述尾气能量回收管路(131)的进气口设有尾气比例调节阀(132)；所述燃料电池冷却液循环系统(22)包括第一温度传感器(222)，所述第一温度传感器(222)位于燃料电池水箱(221)内；所述燃料电池本体(21)内设有第二温度传感器(211)；所述第一温度传感器(222)和第二温度传感器(211)同时将温度数据传输给控制器(3)，所述控制器(3)根据上述温度数据控制冷却液比例调节阀(123)和尾气比例调节阀(132)的开度。


2.根据权利要求1所述的油电混合动力系统的余热管理装置，其特征在于：所述燃料电池冷却液循环系统(22)包括电加热器(24)，所述电加热器(24)位于燃料电池本体(21)冷却液进水管路上。


3.根据权利要求1或2所述的油电混合动力系统的余热管理装置，其特征在于：所述燃料电池冷却液循环系统(22)包括循环水泵(25)，所述尾气能量回收管路(131)中设有第一涡轮(14)，所述第一涡轮(14)通过单向离合器(15)与循环水泵(25)的电机连接。


4.根据权利要求3所述的油电混合动力系统的余热管理装置，其特征在于：所述尾气能量回收管路(131)包括排气支管(133)和热交换支管(134)，所述排气支管(133)和热交换支管(134)交汇处设有尾气热交换比例调节阀(135)。


5.根据权利要求4所述的油电混合动力系统的余热管理装置，其特征在于：所述燃料电池尾气排放系统(23)包括燃料电池尾气排放支管(231)、燃料电池尾气动能回收支管(232)和燃料电池尾气分配阀(233)，所述燃料电池尾气动能回收支管(232)连接有第二涡轮(26)，所述第二涡轮(26)连接有叶轮(27)，所述叶轮(27)的出气口与尾气能量回收管路(131)连通，所述尾气能量回收管路(131)的管道中设有第一单向阀(28)，所述叶轮(27)的出气口与尾气能量回收管路(131)连接处设有第二单向阀(29)。


6.根据权利要求5所述的油电混合动力系统的余热管理装置的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、燃料电池本体21内部温度检测；
步骤二、根据燃料电池本体21内部温度选择内燃机与燃料电池的启动方式；当燃料电池内部温度低于最低启动温度时，进入步骤三；当燃料电池内部温度不低于最低启动温度同时不高于燃料电池最佳温度范围的最高值时，进入步骤四；当燃料电池内部温度高于燃料电池最佳温度范围的最高值时，进步步骤五；
步骤三、启动内燃机，打开尾气比例调节阀(132)，内燃机的尾气经过尾气能量回收管路(131)与燃料电池水箱(221)的箱体进行非连通式热交换；当燃料电池水箱(221)内的第一温度传感器(222)达到燃料电池最低启动温度时，启动燃料电池的散热水循环系统(22)给燃料电池加热；当冷却液循环支路(122)内的水温不低于燃料电池最低启动温度时，打开冷却液比例调节阀(123)，同时关闭尾气比例调节阀(132)，控制器(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙闫，夏长高，刘静，韩江义，杨彦祥，尹必峰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32