一种燃料电池自卸车车厢加热系统、控制方法技术方案

本发明专利技术属于燃料电池汽车技术领域，具体提供一种燃料电池自卸车车厢加热系统、控制方法,包括燃料电池水循环系统、车厢水循环系统、换热器；燃料电池水循环系统通过换热器与车厢水循环系统进行热交换；燃料电池水循环系统包括燃料电池系统,燃料电池系统的出水口通过燃料电池循环第一支路与换热器连接的车厢水循环系统进行热量交换后连接到燃料电池系统的进水口；通过燃料电池循环第二支路连接到燃料电池系统的进水口，将热量传递到空调加热系统用于乘员舱加热；还通过燃料电池循环冷却回路连接到燃料电池系统的进水口。有效解决了冬季物料在车厢冻结问题；另外燃料电池系统废热还用于加热乘员舱，提高了燃料电池系统能量利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池自卸车车厢加热系统、控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池汽车
，具体提供一种燃料电池自卸车车厢加热系统、控制方法。

技术介绍

[0002]寒冷地区在用自卸车运输含水分的物料（比如沙土、砂石）时，由于温度过低，物料会冻结在车厢中导致卸货难度增加或物料残留，影响车辆运输效率，严重时还会发生翻车危险。
[0003]现有技术中基本都通过对车厢加热来解决物料冻结问题，传统的燃油自卸车一般会采用发动机尾气的热量通过不同方式来对车厢加热，纯电动自卸车只能通过消耗自己电量来进行车厢加热，严重影响车辆续航。而随着氢燃料电池技术的发展及对节能环保的要求，越来越多的自卸车采用氢燃料电池作为动力来源。氢燃料电池系统工作温度较高，燃料电池系统工作产生的热量和尾排气中的热量通常直接散发到空气中，造成大量的能量浪费。

技术实现思路

[0004]传统的燃油自卸车一般会采用发动机尾气的热量通过不同方式来对车厢加热，纯电动自卸车只能通过消耗自己电量来进行车厢加热，严重影响车辆续航的问题，本专利技术提供一种燃料电池自卸车车厢加热系统、控制方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：第一方面，本专利技术技术方案提供一种燃料电池自卸车车厢加热系统，包括燃料电池水循环系统、车厢水循环系统、换热器；燃料电池水循环系统通过换热器与车厢水循环系统进行热交换；燃料电池水循环系统包括燃料电池系统、燃料电池循环第一支路、燃料电池循环第二支路、燃料电池循环冷却回路；燃料电池系统设置有出水口和进水口；燃料电池系统的出水口通过燃料电池循环第一支路与换热器连接的车厢水循环系统进行热量交换后连接到燃料电池系统的进水口；燃料电池系统的出水口通过燃料电池循环第二支路连接到燃料电池系统的进水口，将热量传递到空调加热系统用于乘员舱加热；燃料电池系统的出水口还通过燃料电池循环冷却回路连接到燃料电池系统的进水口。
[0006]燃料电池自卸车车厢加热系统中，燃料电池系统工作过程中产生的大量废热利用燃料电池水循环第一支路经过换热器传递到车厢水循环系统，起到加热车厢的作用。
[0007]燃料电池系统废热和燃料电池系统尾排气热量用于加热车厢，另外燃料电池系统废热还用于加热乘员舱，提高了燃料电池系统能量利用率，提升了整车经济性。
[0008]优选地，换热器包括一次侧进水口、出水口、二次侧进水口、出水口；车厢水循环系统包括循环管路和冷凝器,换热器二次侧出水口通过循环管路经过冷凝器连接到换热器二次侧进水口。
[0009]优选地，该系统还包括尾排气管路；尾排气管路中的尾排气通过冷凝器实现与车厢水循环系统进行热量交换。燃料电池系统产生的尾排气热量利用尾排管路经过冷凝器传递到车厢水循环系统，起到加热车厢的作用。
[0010]优选地，燃料电池循环第一支路上设置有第一水阀；燃料电池系统的出水口通过第一水阀与换热器一次侧进水口连接，换热器一次侧出水口通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接。
[0011]第一水阀，用于控制燃料电池循环第一支路的开断及控制水流量；第一水泵，用于提高燃料电池水循环系统水流量。
[0012]燃料电池系统为燃料电池堆；换热器用于燃料电池水循环第一支路与车厢水循环系统热量交换。
[0013]优选地，燃料电池循环第二支路上设置有暖风芯体和第二水阀；燃料电池系统的出水口依次通过暖风芯体和第二水阀通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接；暖风芯体，用于将燃料电池系统的废热传递到空调加热系统用于乘员舱加热；第二水阀，用于控制燃料电池循环第二支路的开断及控制水流量。
[0014]优选地，燃料电池循环冷却回路上设置有冷却装置；燃料电池系统的出水口通过冷却装置，然后通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接；冷却装置，用于给燃料电池系统冷却散热。
[0015]优选地，车厢水循环系统的循环管路上设有第二水泵；换热器二次侧出水口通过第二水泵与冷凝器连接；冷凝器用于尾排气热量与车厢水循环系统热量交换。
[0016]第二水泵，用于提高车厢水循环系统水流量。
[0017]优选地，燃料电池系统的出水口设置有第二温度传感器；燃料电池系统的进水口设置有第一温度传感器；该系统还包括热管理控制器；第一温度传感器、第二温度传感器、第一水泵、第二水泵、冷却装置、第一水阀和第二水阀分别与热管理控制器连接。
[0018]另外燃料电池系统工作过程中产生的大量废热利用燃料电池水循环第二支路经过暖风芯体传递到空调加热系统用于乘员舱加热。所述燃料电池系统工作过程中产生的其他未利用的废热通过燃料电池水循环冷却回路进行散热，保证燃料电池系统工作在合适温度区间。燃料电池系统工作过程中产生的其他未利用的废热通过第一温度传感器和第二温度传感器采集温度信息来判断。
[0019]第二方面，本专利技术技术方案还提供一种燃料电池自卸车车厢加热控制方法，包括如下步骤：
根据环境温度进行加热控制，具体包括：当环境温度低于阈值时，控制打开第一水阀利用换热器通过燃料电池系统的废热来加热车厢水循环系统进而加热整个车厢；同时根据空调加热请求控制第二水阀来调节燃料电池水循环第二支路的水流量，保证乘员舱的加热请求；根据燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值，控制冷却装置进行散热；当环境温度高于阈值时，控制第一水阀和第二水泵关闭，根据空调加热请求控制第二水阀来调节燃料电池水循环第二支路的水流量，保证乘员舱的加热请求；根据燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值，控制冷却装置进行散热。
[0020]优选地，根据燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值，控制冷却装置进行散热的步骤包括：当环境温度低于阈值，判断燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值是否在正常工作范围内；若是，控制第一水阀和第二水阀的开度提高水流量增大热交换；若否，控制冷却装置进行散热；当环境温度高于阈值，判断燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值是否在正常工作范围内；若是，控制冷却装置不工作；若否，控制冷却装置进行散热；并根据燃料电池系统出水口和入水口的温度传感器采集的温度值调整冷却装置的功率，当冷却装置满负荷工作且燃料电池系统出水口温度依然高于正常工作范围值时，控制打开第一水阀和第二水泵通过车厢水循环系统散热，保证燃料电池系统温度在正常工作范围。
[0021]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过对燃料电池系统工作热量和尾排气热量进行回收再利用来对车厢加热，解决冬季车厢物料冻结问题；有效利用了燃料电池系统所产生的废热，提高了能量利用率，避免用电加热车厢而造成续航下降；并且由于将部分燃料电池废热交换给了车厢水循环系统，燃料电池自身冷却装置减少了工作负荷。有效解决了冬季物料在车厢冻结问题；燃料电池系统废热和燃料电池系统尾排气热量用于加热车厢，另外燃料电池系统废热还用于加热乘员舱，提高了燃料电池系统能量利用率；由于燃料电池系统一部分废热会传递到车厢水循环系统和乘员舱，因此减少了燃料电池冷却装置工作负荷，提升了整车经济性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，包括燃料电池水循环系统、车厢水循环系统、换热器；燃料电池水循环系统通过换热器与车厢水循环系统进行热交换；燃料电池水循环系统包括燃料电池系统、燃料电池循环第一支路、燃料电池循环第二支路、燃料电池循环冷却回路；燃料电池系统设置有出水口和进水口；燃料电池系统的出水口通过燃料电池循环第一支路与换热器连接的车厢水循环系统进行热量交换后连接到燃料电池系统的进水口；燃料电池系统的出水口通过燃料电池循环第二支路连接到燃料电池系统的进水口，将热量传递到空调加热系统用于乘员舱加热；燃料电池系统的出水口还通过燃料电池循环冷却回路连接到燃料电池系统的进水口。2.根据权利要求1所述的燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，换热器包括一次侧进水口、出水口、二次侧进水口、出水口；车厢水循环系统包括循环管路和冷凝器,换热器二次侧出水口通过循环管路经过冷凝器连接到换热器二次侧进水口。3.根据权利要求2所述的燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，该系统还包括尾排气管路；尾排气管路中的尾排气通过冷凝器实现与车厢水循环系统进行热量交换。4.根据权利要求3所述的燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，燃料电池循环第一支路上设置有第一水阀；燃料电池系统的出水口通过第一水阀与换热器一次侧进水口连接，换热器一次侧出水口通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接；第一水阀，用于控制燃料电池循环第一支路的开断及控制水流量；第一水泵，用于提高燃料电池水循环系统水流量。5.根据权利要求4所述的燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，燃料电池循环第二支路上设置有暖风芯体和第二水阀；燃料电池系统的出水口依次通过暖风芯体和第二水阀通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接；暖风芯体，用于将燃料电池系统的废热传递到空调加热系统用于乘员舱加热；第二水阀，用于控制燃料电池循环第二支路的开断及控制水流量。6.根据权利要求5所述的燃料电池自卸车车厢加热系统，其特征在于，燃料电池循环冷却回路上设置有冷却装置；燃料电池系统的出水口通过冷却装置，然后通过第一水泵与燃料电池系统的进水口连接；冷却装置，用于给燃料电池系统冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明辉，郎文嵩，张冬冬，刘兴波，薛云鸿，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：