一种带热泵燃料电池汽车集成热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于新能源汽车技术领域，具体一种带热泵燃料电池汽车集成热管理系统及方法，包括燃料电池电堆热管理系统、电池热管理系统、乘员舱热管理系统以及电机热管理系统四个部分；燃料电池电堆热管理系统：包括电堆、第一五通阀、第三室外换热器、第三散热风扇、第二膨胀水箱、Chiller、第二五通阀、第三水泵；电池热管理系统：包括电池、第一五通阀、Chiller、第四室外换热器、第四散热风扇、第二膨胀水箱、第二五通阀、第四水泵，其结构合理，当环境温度极低时采用PTC制热，提升了燃料电池汽车系统效率，在保证各子系统安全运行情况下，有效利用余热，提升了燃料电池汽车效率。提升了燃料电池汽车效率。提升了燃料电池汽车效率。

【技术实现步骤摘要】
一种带热泵燃料电池汽车集成热管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车
，具体一种带热泵燃料电池汽车集成热管理系统及方法。

技术介绍

[0002]在全球环境污染加剧以及能源紧缺的大背景下，发展新能源汽车是大势所趋，质子交换膜燃料电池PEMFC的高功率密度、低噪音和零排放特性使其受到市场青睐。随着对燃料电池相关研究越来越重视，燃料电池汽车会进一步发展。
[0003]对于现有的燃料电池汽车集成热管理系统，在极低环境温度工况下，燃料电池汽车会出现冷启动困难甚至失败的问题，使用空气源热泵系统对乘员舱制热功耗损失较大。当燃料电池汽车在不同环境温度工况下行驶时，各子系统工作在不同温度区间，有一部分余热会损失掉，不能利用，从而降低燃料电池汽车系统效率。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带热泵燃料电池汽车集成热管理系统，其特征在于：包括燃料电池电堆热管理系统、电池热管理系统、乘员舱热管理系统以及电机热管理系统四个部分；其中，燃料电池电堆热管理系统：包括电堆、第一五通阀、第三室外换热器、第三散热风扇、第二膨胀水箱、Chiller、第二五通阀、第三水泵；电池热管理系统：包括电池、第一五通阀、Chiller、第四室外换热器、第四散热风扇、第二膨胀水箱、第二五通阀、第四水泵；乘员舱热管理系统：包括电动压缩机、气液分离器、第一四通阀、第一两通阀、第二两通阀、第三两通阀、第四两通阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第一室外换热器、第二室外换热器、第一散热风扇、第二散热风扇、第一室内换热器、第二室内换热器、Chiller、第二室内换热器、第二四通阀、第三四通阀、第二水泵、PTC；电机热管理系统：包括电机、第一水泵、Chiller、第二四通阀、第二四通阀、第二室外换热器、第二散热风扇、第一膨胀水箱、第二室内换热器。2.根据权利要求1所述的一种带热泵燃料电池汽车集成热管理方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：环境温度T
amb
<
‑
10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，PTC制热效率更高，乘员舱处于加热模式，第二四通阀连通，第三四通阀连通，冷却液流过：第二水泵、PTC、第二四通阀、第二室内换热器、第三四通阀、第二水泵；步骤2:环境温度T
amb
<
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10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
<85℃，电堆温度T
f
<65℃，乘员舱处于加热模式，电堆处于预热模式，第一四通阀和连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电堆、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第三水泵、电堆，制冷剂流过：电动压缩机、第一四通阀、第一室内换热器、第二电子膨胀阀、第三两通阀、Chiller、第四两通阀、第一四通阀、气液分离器、电动压缩机；步骤3：环境温度T
amb
<
‑
10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
>85℃，电堆温度T
f
<65℃，电机余热加热乘员舱和电堆，乘员舱处于加热模式，电堆处于预热模式，第二四通阀连通，第三四通阀连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电堆、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第三水泵、电堆，冷却液回路流过：电机、第一水泵、Chiller、第二四通阀、第二室内换热器、第三四通阀、电机；步骤4：环境温度T
amb
<
‑
10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
<85℃，电池温度T
b
<16℃，乘员舱处于加热模式，电池处于预热模式，第一四通阀和连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电池、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第四水泵、电池，制冷剂流过：电动压缩机、第一四通阀、第一室内换热器、第二电子膨胀阀、第三两通阀、Chiller、第四两通阀、第一四通阀、气液分离器、电动压缩机；步骤5：环境温度T
amb
<
‑
10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
>85℃，电池温度T
b
<16℃，电机余热加热乘员舱和电池，乘员舱处于加热模式，电池处于预热模式，第二四通阀连通，第三四通阀连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电池、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第四水泵、电池，冷却液回路流过：电机、第一水泵、Chiller、第二四通阀、第二室内换热器、第三四通阀、电机；步骤6：环境温度T
amb
<
‑
10℃,电堆温度T
f
>75℃，电堆处于冷却模式，第一五通阀连通，第
二五通阀连通，冷却液流过：电堆、第一五通阀、第三室外换热器、第二五通阀、第三水泵、电堆；步骤7：环境温度T
amb
<
‑
10℃,电池温度T
b
>40℃，电池处于冷却模式，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液流过：电池、第一五通阀、第四室外换热器、第二五通阀、第四水泵、电池；步骤8：
‑
10℃<环境温度T
amb
<10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，采用热泵对乘员舱加热，乘员舱处于加热模式，第一四通阀和连通，制冷剂流过：电动压缩机、第一四通阀、第一室内换热器、第二电子膨胀阀、第二两通阀、第一室外换热器、第一四通阀、气液分离器、电动压缩机；步骤9：
‑
10℃<环境温度T
amb
<10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
<85℃，电堆温度T
f
<65℃，乘员舱处于加热模式，电堆处于预热模式，第一四通阀和连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电堆、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第三水泵、电堆，制冷剂流过：电动压缩机、第一四通阀、第一室内换热器、第二电子膨胀阀、第三两通阀、Chiller、第四两通阀、第一四通阀、气液分离器、电动压缩机；步骤10：
‑
10℃<环境温度T
amb
<10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
>85℃，电堆温度T
f
<65℃，电机余热加热乘员舱和电堆，乘员舱处于加热模式，电堆处于预热模式，第二四通阀连通，第三四通阀连通，第一五通阀连通，第二五通阀连通，冷却液回路流过：电堆、第一五通阀、Chiller、第二五通阀、第三水泵、电堆，冷却液回路流过：电机、第一水泵、Chiller、第二四通阀、第二室内换热器、第三四通阀、电机；步骤11：
‑
10℃<环境温度T
amb
<10℃,乘员舱温度T
cab
<16℃，电机温度T
m
<85℃，电池温度T
b
<16℃，乘员舱处于加热模式，电池处于预热模式，第一四通阀和连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，朱祥昆，刘研，江彦，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：