一种燃料电池热管理系统技术方案

本申请涉及一种燃料电池热管理系统，其包括燃料电池回路、动力电池回路、水加热器回路和热泵空调回路，水加热器回路包括串联的水加热器、暖风芯体和暖风水泵；所述水加热器回路通过第一板式换热器与所述燃料电池回路换热，所述水加热器回路和所述动力电池回路通过组合阀门连通以形成一个大回路或者断开；热泵空调回路通过第二板式换热器与所述燃料电池回路换热以制冷，通过电池冷却换热器与所述动力电池回路换热以制冷，以及通过其包含的水冷式冷凝器与所述水加热器回路换热以加热。本申请可以解决相关技术中因采用三个高压PTC水加热器而造成的整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大的问题。车功耗大的问题。车功耗大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池热管理系统


[0001]本申请涉及燃料电池热管理
，特别涉及一种燃料电池热管理系统。

技术介绍

[0002]一些相关技术提供的氢燃料电池车辆，在低温下具备氢燃料电池加热功能、动力电池加热功能和乘员舱制热功能，这些功能通过采用三个高压PTC水加热器分别实现。由于高压PTC水加热器体积较大、成本高且低温下功耗高，导致整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大；而且氢燃料电池余热未参与动力电池加热、乘员舱制热，造成能量浪费。在高温下具备动力电池制冷和乘员舱制冷功能，空调系统制冷采用常规方案，未充分利用相关资源，效率低。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种燃料电池热管理系统，以解决相关技术中因采用三个高压PTC水加热器而造成的整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大的问题。
[0004]本申请实施例提供了一种燃料电池热管理系统，其包括：
[0005]燃料电池回路；
[0006]动力电池回路；
[0007]水加热器回路，其包括串联的水加热器、暖风芯体和暖风水泵；所述水加热器回路通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，其包括：燃料电池回路；动力电池回路；水加热器回路，其包括串联的水加热器(2)、暖风芯体(3)和暖风水泵(4)；所述水加热器回路通过第一板式换热器(1)与所述燃料电池回路换热，所述水加热器回路和所述动力电池回路通过组合阀门(5)连通以形成一个大回路或者断开；热泵空调回路，其通过第二板式换热器(6)与所述燃料电池回路换热以制冷，通过电池冷却换热器(7)与所述动力电池回路换热以制冷，以及通过其包含的水冷式冷凝器(8)与所述水加热器回路换热以加热。2.如权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：所述动力电池回路包括通过第一管道(9)串联的动力电池(10)、动力电池水泵(11)和所述电池冷却换热器(7)；所述水加热器回路还包括第二管道(12)，所述第二管道(12)连接在第一板式换热器(1)、水加热器(2)、暖风芯体(3)、暖风水泵(4)和水冷式冷凝器(8)作为整体的两端上；所述组合阀门(5)包括第二水阀(13)、第三水阀(14)和第四水阀(15)；所述第二水阀(13)和第四水阀(15)分别设置在第二管道(12)和第一管道(9)上，所述第二水阀(13)和第四水阀(15)通过两根第三管道(16)并联，且所述第三水阀(14)位于第三管道(16)上。3.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：当环境温度小于等于环境温度阈值时：若燃料电池(17)内部温度小于第一燃料电池温度值，则第一板式换热器(1)、水加热器(2)、暖风水泵(4)工作，加热燃料电池(17)，当燃料电池(17)内部温度大于等于第一燃料电池温度值时，停止加热燃料电池(17)；若动力电池(10)内部温度小于第一动力电池温度值，则所述第二水阀(13)和第四水阀(15)断开，所述第三水阀(14)连通，以使所述水加热器回路和所述动力电池回路形成一个大回路，水加热器(2)、暖风水泵(4)和动力电池水泵(11)工作，加热动力电池(10)，当动力电池(10)内部温度大于等于第一动力电池温度值时，停止加热动力电池(10)；若乘员舱请求加热，则所述水加热器(2)、暖风芯体(3)和暖风水泵(4)工作；当环境温度大于环境温度阈值时：若燃料电池(17)内部温度小于第一燃料电池温度值，则第一板式换热器(1)、水加热器(2)、暖风水泵(4)工作，热泵空调回路工作并将热量交换至水加热器回路，加热燃料电池(17)，当燃料电池(17)内部温度大于等于第一燃料电池温度值时，停止加热燃料电池(17)；若动力电池(10)内部温度小于第一动力电池温度值，则所述第二水阀(13)和第四水阀(15)断开，所述第三水阀(14)连通，以使所述水加热器回路和所述动力电池回路形成一个大回路，水加热器(2)、暖风水泵(4)、动力电池水泵(11)工作，热泵空调回路工作并将热量交换至水加热器回路，加热动力电池(10)，当动力电池(10)内部温度大于等于第一动力电池温度值时，停止加热动力电池(10)；若乘员舱请求加热，则所述水加热器(2)、暖风芯体(3)和暖风水泵(4)工作，热泵空调回路工作并将热量交换至水加热器回路。4.如权利要求3所述的燃料电池热管理系统，其特征在于：
当环境温度小于等于环境温度阈值，且所述水加热器(2)加热乘员舱和/或动力电池(10)时，若燃料电池(17)内部温度大于等于第二燃料电池温度值，则燃料电池回路工作，并通过第一板式换热器(1)，将热量交换至水加热器回路；当环境温度大于环境温度阈值，且热泵空调回路工作并将热量交换至水加热器回路，所述水加热器(2)加热乘员舱和/或动力电池(10)时，若燃料电池(17)内部温度大于等于第二燃料电池温度值，则燃料电池回路工作，并通过第一板式换热器(1)，将热量交换至水加热器回路；其中，第二燃料电池温度值大于第一燃料电池温度值。5.如权利要求3所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述热泵空调回路包括：第四管道(18)，其连接在所述水冷式冷凝器(8)两端，沿冷却介质流向，所述第四管道(18)上还依次设有第一电子膨胀阀(19)、蒸发器
‑
冷凝器(20)、截止阀(21)和压缩机(22)，其中，蒸发器
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冷凝器(20)具有制热模式和制冷模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗燕，邱祥宇，魏永盛，朱奇，朱习源，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：