本发明专利技术涉及燃料电池热管理集成技术领域，尤其涉及燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括：由蓄水壶、水泵、电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵、热泵加热器、热泵蒸发器依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀，所述第一三通阀分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀，所述第二三通阀分别与所述空调压缩机泵、所述热泵加热器和所述水冷冷凝器连接并连通。加热器和所述水冷冷凝器连接并连通。加热器和所述水冷冷凝器连接并连通。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池热管理集成
，尤其涉及燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]氢燃料电池系统作为一种发电装置，在车载领域，目前主要用于搭载在货车及卡车等高载重车辆上，但是因目前的技术限制，若将燃料电池直接用于汽车动力电机驱动，在高负载爬坡等功率工况时，对电堆功率要求极高，而目前的燃料电池最大功率难以满足最高要求，同时受到匹配技术等影响，一般采用增程式结构，该结构不但能增加总的巡航里程，同时对电池系统及其匹配要求较低，便于快速推广。目前一般采用电堆冷却、辅助冷却，增程电池及空调独立或者部分独立运行的方法，但是该方式零件较多，成本较高，同时由于冷却模块较多，噪声明显，同时故障率较高，对空间要求大。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术提供了燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。
[0004]本专利技术提供一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括：由蓄水壶、水泵、电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵、热泵加热器、热泵蒸发器依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀，所述第一三通阀分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀，所述第二三通阀分别与所述空调压缩机泵、所述热泵加热器和所述水冷冷凝器连接并连通，所述热泵蒸发器通过第三三通阀并联接入与所述电池冷却器和所述水冷冷凝器的回路中，所述热泵蒸发器设置在暖通空调总成内。
[0005]进一步地，所述电堆辅助冷却件包括中冷器、DCDC和空压机总成，所述DCDC和空压机总成串联接入所述水冷冷凝器和所述第一三通阀之间，所述中冷器与所述DCDC和空压机总成并联。
[0006]进一步地，所述散热单元为散热器，其一侧设有散热风扇。
[0007]进一步地，所述暖通空调总成包括空调鼓风机、所述热泵蒸发器、冷风风道、第四三通阀、暖风芯体、暖风风道和风向切换单元，所述空调鼓风机设置在所述热泵蒸发器的一侧，所述热泵蒸发器和所述暖风芯体串联，所述第四三通阀设置在冷风风道的出口，所述风向切换单元设置在所述冷风风道和所述暖风风道的出口，其用于切换空气的输送方向。
[0008]进一步地，所述第四三通阀为比例调节三通阀。
[0009]进一步地，述第三三通阀为比例调节三通阀。
[0010]一种汽车，包括上述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，所述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统与车身连接。
[0011]上述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括以下步骤：
[0012]S1、监测增程电池的工作温度和空调请求；
[0013]S2、当增程电池需要加热时，且空调请求为制冷、加热、自然风循环或无请求中一种时，启动循环水泵、电池冷却器、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件和热泵加热器，第一三通阀连通电堆辅助冷却件和热泵加热器，调节第二三通阀，使得冷却液依次经过电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、第一三通阀、热泵加热器、循环水泵，冷媒依次经过空调压缩机泵、第二三通阀、热泵加热器、热泵蒸发器、空调压缩机泵；
[0014]S3、当增程电池需要降温时，且空调请求为制冷、加热、自然风循环或无请求中一种时，启动循环水泵、电池冷却器、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、散热单元、空调压缩机泵和热泵蒸发器，第一三通阀连通电堆辅助冷却件和散热单元，第二三通阀连通空调压缩机泵和水冷冷凝器，调节第三三通阀，控制冷媒分别进入热泵蒸发器和电池冷却器内的比例，使得冷却液依次经过电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、第一三通阀、散热单元、水泵，冷媒依次经过空调压缩机泵、第二三通阀、水冷冷凝器、第三三通阀后，按比例分别进入电池冷却器和热泵蒸发器内，再进入空调压缩机泵。
[0015]进一步地，在S3中，当增程电池需要降温时，且空调请求为制冷时，使得冷却液依次经过电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、第一三通阀、散热单元、水泵，冷媒依次经过空调压缩机泵、第二三通阀、水冷冷凝器、第三三通阀后，按比例分别进入电池冷却器和热泵蒸发器内，再进入空调压缩机泵；
[0016]当增程电池需要降温时，且空调请求为制冷时，调节第三三通阀，控制冷媒直接进入电池冷却器内，使得冷却液依次经过电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、第一三通阀、散热单元、水泵，冷媒依次经过空调压缩机泵、第二三通阀、水冷冷凝器、第三三通阀、电池冷却器、空调压缩机泵。
[0017]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，通过集成热泵加热器及水冷冷疑器，实现了对整个系统加热或者降温的作用，通过热泵原理，在消耗极小的能量的情况下，实现从低温环境中去吸收热量，高温环境去放出热量，极大提高能量的利用率，比通过PTC加热方法实现加热，节约2
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3倍的电能损失。并且通过该集成结构，提高系统的集成度，减小了零件数量及体积，在成本控制方向也具有一定优势。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术暖通空调总成的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。
[0021]请参考图1
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2，本专利技术的实施例提供了燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括：由蓄水壶(1)、水泵(2)、电池冷却器(3)、增程电池(4)、水冷冷凝器(5)、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵(13)、热泵加热器(11)、热泵
蒸发器(14)依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器(11)与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀(9)，所述第一三通阀(9)分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器(11)连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀(12)，所述第二三通阀(12)分别与所述空调压缩机泵(13)、所述热泵加热器(11)和所述水冷冷凝器(5)连接并连通，所述热泵蒸发器(14)通过第三三通阀(15)并联接入与所述电池冷却器(3)和所述水冷冷凝器(5)的回路中，所述热泵蒸发器(14)设置在暖通空调总成内。
[0022]在本专利技术中，第一循环回路为冷却液的循环回路，第二循环回路为冷媒的循环回路，在第一三通阀(9)、第二三通阀(12)和第三三通阀(15)的作用下，改变冷却液和冷媒的流通路径，进而协助增程电池4完成降温和升温操作。本专利技术通过设置热泵加热器(11)和水冷冷凝器(5)，通过三通阀实现对不同回路的控制，实现热泵系统在不同工况下的对增程电池4的加热或者降温工作。需要说明的是，本专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，包括：由蓄水壶(1)、水泵(2)、电池冷却器(3)、增程电池(4)、水冷冷凝器(5)、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵(13)、热泵加热器(11)、热泵蒸发器(14)依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器(11)与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀(9)，所述第一三通阀(9)分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器(11)连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀(12)，所述第二三通阀(12)分别与所述空调压缩机泵(13)、所述热泵加热器(11)和所述水冷冷凝器(5)连接并连通，所述热泵蒸发器(14)通过第三三通阀(15)并联接入与所述电池冷却器(3)和所述水冷冷凝器(5)的回路中，所述热泵蒸发器(14)设置在暖通空调总成内。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，所述电堆辅助冷却件包括中冷器(6)、DCDC(7)和空压机总成(8)，所述DCDC(7)和空压机总成(8)串联接入所述水冷冷凝器(5)和所述第一三通阀(9)之间，所述中冷器(6)与所述DCDC(7)和空压机总成(8)并联。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，所述散热单元为散热器(10)，其一侧设有散热风扇(11)。4.根据权利要求1所述的一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，所述暖通空调总成包括空调鼓风机(16)、所述热泵蒸发器(14)、冷风风道、第四三通阀(17)、暖风芯体(18)、暖风风道和风向切换单元(19)，所述空调鼓风机(16)设置在所述热泵蒸发器(14)的一侧，所述热泵蒸发器(14)和所述暖风芯体(18)串联，所述第四三通阀(17)设置在冷风风道的出口，所述风向切换单元(19)设置在所述冷风风道和所述暖风风道的出口，其用于切换空气的输送方向。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，所述第四三通阀(17)为比例调节三通阀。6.根据权利要求1所述的一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，其特征在于，述第三三通阀(15)为比例调节三通阀。7.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1
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6任一项所述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，所述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统与车身连接。8.根权利要求1
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6所述的一种燃料电池辅助系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁齐马，李涛，欧阳瑞，刘昕，绳新发，
申请(专利权)人：重庆地大工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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