一种电动汽车电池的低温预约启动系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车电池的低温预约启动系统及控制方法,涉及汽车技术领域，包括收集燃料电池产生的余热并进行利用的燃料电池余热系统和利用燃料电池的余热对动力电池进行加热的动力电池水加热系统且保留了动力电池电加热系统,本发明专利技术通过预约启动系统和多种循环加热方案，实现动力电池提前加热，确保在发车前车辆满足燃料电池系统开启的条件，整车达到正常的使用性能且动力电池充电和放电功率不受限制，缩短了启动车辆的等待时间，还增加了燃料电池余热系统的加热方案，可以通过整车综合热管理系统根据当前车辆状态和温度智能选择合适的加热模式，实现燃料电池系统余热的充分利用，降低能源的消耗。降低能源的消耗。降低能源的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电池的低温预约启动系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及汽车
，特别涉及一种电动汽车电池的低温预约启动系统及控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此燃料电池具有效率高、噪音低、无污染等优点，并在电动汽车上得到广泛应用，然而现有的燃料电池电动汽车在使用过程中存在着下列问题：1、燃料电池电动汽车使用燃料电池系统的工作温度范围在60
‑
80℃，能量转换效率一般在50%以上，剩余的能量将以热量的形式散发，例如燃料电池系统输出功率是100kW，则同时产生100kW热量，造成能量的损耗，现有燃料电池电动汽车对这部份的废热利用率极低。
[0003]2、燃料电池电动汽车在低温环境下启动车辆困难，主要是由于动力电池低温可允许充电功率趋近为零，且放电功率也受到限制，导致燃料电池系统无法满足启动条件，整车从而无法满足正常行驶，现有的动力电池主要依靠内部加热膜加热，加热时长达一个多小时方可满足燃料电池系统启动条件，等待时间较长。
[0004]3、燃料电池电动汽车乘客舱低温取暖一般采用电加热器、冷暖空调、PTC加热器、燃油加热器等方案，但是均需要额外消耗电动汽车的电能或附加燃料，甚至产生尾气排放与噪音，不仅严重缩短电动汽车续航里程，而且还造成大气的污染。/>[0005]4、燃料电池系统在运行时会产生水，停机之后，产生的水就会停留在燃料电池内部，当环境温度高于0℃时，停留在燃料电池内部的水不会对燃料电池造成伤害，燃料电池发动机可正常运行。当环境温度低于0℃时，停留在燃料电池内部的水会结成冰，燃料电池内部的水结成冰，一方面会使燃料电池发动机无法工作，另一方面会对燃料电池发动机造成一定的损害，影响燃料电池的使用寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种电动汽车电池的低温预约启动系统及控制方法，目的在于解决现有的燃料电池在低温环境下较难启动、等待启动时间较长、运行中产生能源损耗等问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种电动汽车动力电池的低温预约启动系统，其特征在于，包括：燃料电池余热系统，收集电动汽车燃料电池产生的余热；动力电池水加热系统，通过燃料电池余热系统收集的余热对循环介质加热，从而对动力电池加热使其升温；动力电池电加热系统，通过电加热使动力电池升温；
当动力电池温度处于低温状态时，采用动力电池水加热系统和动力电池电加热系统，共同对动力电池加热；当动力电池温度达到正常状态时，仅采用动力电池水加热系统对动力电池加热。
[0008]优选的，动力电池水加热系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。
[0009]优选的，还包括乘客舱非独立水暖系统，当动力电池无需加热时，利用燃料电池余热系统为乘客舱非独立水暖系统供热，从而对乘客舱进行加热。
[0010]优选的，乘客舱非独立水暖系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。
[0011]优选的，上述燃料电池余热系统包括经过燃料电池系统并吸收其散发出热量的热循环管路，热循环管路上设有用于散发热量的燃料电池散热器；热循环管路还包括一个对外供热的分支管路，该分支管路上设有对外供热的换热板块。
[0012]优选的，上述动力电池电加热系统包括与动力电池连接并对其输入电流的燃料电池系统及对动力电池进行加热的电加热设备。
[0013]优选的，上述燃料电池余热系统中设有第一冷却循环介质，该第一冷却循环介质为电导率小于5uS/cm去离子防冻液；动力电池水加热系统和乘客舱非独立水暖系统中均设有第二冷却循环介质，该第二冷却循环介质为乙二醇加防冻液。
[0014]本专利技术还包括一种电动汽车电池低温预约启动系统的控制方法，旨在通过提前预约启动，使车辆满足开启条件，具体步骤如下：S1、收集燃料电池产生的余热；S2、利用燃料电池产生的余热为循环介质进行加热，并通过热循环管路使循环介质加热后产生的热量对动力电池进行加热；S3、当动力电池处于低温状态时，采用上述循环介质和电加热两种加热方式共同对动力电池进行加热；S4、当动力电池处于较低温状态时，单独采用循环介质对动力电池进行加热。
[0015]进一步，循环介质的加热方式还可采用电加热器的方式。
[0016]在动力电池加热到正常温度停止加热时，整车综合热管理系统利用燃料电池产生的余热对乘客舱进行加热，具体步骤如下：S5、若动力电池处于无需加热的状态时，利用燃料电池产生的余热对乘客舱进行加热升温。
[0017]进一步，上述乘客舱的加热方式还可采用电加热器的方式。
[0018]燃料电池收集热量并传输到热循环管路的步骤为：燃料电池开启自加热模式，加热设置在其内的循环介质，循环介质加热后产生的热量用于对动力电池和乘客舱进行加热。
[0019]当燃料电池余热系统中的循环介质处于低温状态或高温状态时，整车综合热管理系统采用如下加热模式：当循环介质的温度处于高温状态时，车辆同时开启电加热、循环介质加热及乘客舱加热；当循环介质的温度处于低温状态时，车辆单独开启电加热。
[0020]车辆预约系统启动的步骤如下：车辆接收到预约启动信号后开启系统并检测动力电池的温度，若动力电池温度处
于低温状态，开启动力电池电加热和燃料电池自加热；在预约启动过程中，若预约启动信号处于关闭或整车出现系统严重故障，燃料电池开启吹扫与关机模式，且整车下电并进入睡眠状态由上述对本专利技术结构的描述可知，本专利技术具有如下优点：其一，本专利技术采用预约启动系统实现动力电池提前加热，确保在发车前车辆满足燃料电池系统开启的条件，整车达到正常的使用性能且动力电池充电和放电功率不受限制，缩短启动车辆的等待时间。
[0021]其二，本专利技术采用动力电池冷却液加热和加热膜加热两种加热方案，并能通过整车综合热管理系统根据整车状态和温度智能选择动力电池最佳加热方案，使动力电池快速温升，实现在低温环境下动力电池及时满足燃料电池系统正常工作的条件，降低了加热能耗，且动力电池充电与放电功率不受限制。
[0022]其三，本专利技术动力电池水加热系统采用燃料电池系统余热加热和电加热器两个方案，通过整车综合热管理系统根据当前整车状态和温度智能选择冷却液加热模式，实现燃料电池系统余热利用。
[0023]其四，本专利技术乘客舱非独立水暖系统不仅保留传统电加热器方案，而且增加了燃料电池余热系统的加热方案，一方面可以降低加热器功率，另一方面可以充分利用燃料电池产生的热量，降低整车加热能耗，要整车综合热管理系统可以根据整车状态和温度智能选择最佳的加热方案。
[0024]其五，在动力电池停止加热时，采用动力电池水加热系统和燃料电池余热系统，利用燃料电池产生的余热使动力电池继续温升，同时延长燃料电池开机时间，提高了燃料电池质子交换膜在冬季夜晚的活性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车动力电池的低温预约启动系统，其特征在于，包括：燃料电池余热系统，收集电动汽车燃料电池产生的余热；动力电池水加热系统，通过燃料电池余热系统收集的余热对循环介质加热，从而对动力电池加热使其升温；动力电池电加热系统，通过电加热使动力电池升温；当动力电池温度处于低温状态时，采用动力电池水加热系统和动力电池电加热系统，共同对动力电池加热；当动力电池温度达到正常状态时，仅采用动力电池水加热系统对动力电池加热。2.根据权利要求1所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：所述动力电池水加热系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。3.根据权利要求1或2所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：还包括乘客舱非独立水暖系统，当动力电池无需加热时，利用燃料电池余热系统为乘客舱非独立水暖系统供热，从而对乘客舱进行加热。4.根据权利要求3所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：所述乘客舱非独立水暖系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。5.根据权利要求1所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：所述燃料电池余热系统包括经过燃料电池系统并吸收其散发出热量的热循环管路，所述热循环管路上设有用于散发热量的燃料电池散热器；所述热循环管路还包括一个对外供热的分支管路，该分支管路上设有对外供热的换热板块。6.根据权利要求1所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：所述动力电池电加热系统包括与动力电池连接并对其输入电流的燃料电池系统及对动力电池进行加热的电加热设备。7.根据权利要求4所述的电动汽车电池的低温预约启动系统，其特征在于：所述燃料电池余热系统中设有第一冷却循环介质，该第一冷却循环介质为电导率小于5uS/cm去离子防冻液；所述动力电池水加热系统和所述乘客舱非独立水暖系统中均设有第二冷却循环介质，该第二冷却循环介质为乙二醇加防冻液。8.一种电动汽车电池低温预约启动系统的控制方法，通过向车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋光吉，杨福清，罗斌，尚明丰，唐静，曾凯，洪少阳，孙玮佳，王健伟，
申请(专利权)人：厦门金龙联合汽车工业有限公司，
类型：发明
国别省市：