一种燃料电池整车热管理系统控制方法及车辆技术方案

本发明专利技术属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种燃料电池整车热管理系统控制方法及车辆，控制方法包括：当车厢内部有加热需求时，若燃料电池处于工作状态，则开启燃料电池余热利用和车载空调，当车厢温度达到设定目标温度时，仅关闭车载空调，燃料电池余热利用保持工作状态。通过燃料电池处于工作状态时，开启车载空调以及燃料电池余热利用，快速提升车厢温度，并且当车厢温度升高至设定目标温度时，关闭车载空调，此时燃料电池余热利用依旧保持工作状态，因燃料电池余热利用能够在一定时间内维持车内的温度，使车内温度不降低，所以通过保持燃料电池余热利用的开启状态，为车内传递更多热量，能够减缓车厢内温度下降。能够减缓车厢内温度下降。能够减缓车厢内温度下降。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池整车热管理系统控制方法及车辆


[0001]本专利技术属于新能源汽车
，具体涉及一种燃料电池整车热管理系统控制方法及车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池在通过电化学反应发电的过程中会产生大量的热，即余热或废热。对于氢燃料电池来讲，其电效率约50％，如果燃料电池平均电功率为30kW，即余热量也为30kW，该部分热量如不利用将直接通过散热器传递到大气中。
[0003]现有技术的燃料电池整车冬季取暖系统(热管理系统)，如图1所示，为满足车辆取暖需求，在北方寒冷地区运行的车辆仍需要配置含制热功能的空调(热泵空调)，也需在水暖循环中增加PTC液体加热器，当没有燃料电池余热可用时，辅助空调为车内进行取暖。
[0004]基于现有技术上述的燃料电池整车冬季取暖系统(热管理系统)，如图2所示，现有技术也存在包含车载空调、燃料电池余热以及PTC加热器的多部件热管理控制策略，例如当驾驶员设定车内温度目标值T1℃时，1、车载空调控制策略为：空调立即启动，待车内温度升至T1+a℃时，空调关闭；车内温度缓慢下降，待达到T1℃时，空调重新开启；2、燃料电池余热利用控制策略为：水暖水泵开启，当燃料电池处于工作状态时，水暖冷却液开始从燃料电池换取热量，待自身水温达到设定值时，暖风芯体风机开启，向车厢内传递热量；待车内温度升至T1+a℃时，余热利用同空调一起关闭；车内温度缓慢下降，待达到T1℃时，余热利用也重新开启；在燃料电池处于工作状态时，PTC液体加热器不工作；3、PTC液体加热器控制策略为：水暖水泵开启，当燃料电池未开启，PTC加热器工作；待车内温度升至T1+a℃时，PTC加热器同空调一起关闭；车内温度缓慢下降，待达到T1℃时，PTC加热器同空调重新开启。
[0005]现有技术的多部件热管理控制策略，存在如下问题：因燃料电池余热利用的加热功率小，单独使用时，车内温度提升较慢，与之相反，车载空调加热功率大，开启后能够马上工作，也能够很好提升车内温度，所以基于上述在燃料电池工作时，车载空调与余热利用同时开启并且同时闭合，余热利用制热功率小，提升车内温度能力不足，即向车内传递的总量少，并且在短暂的工作时间内，无法大范围降低空调的制热功率或制热时间，最终余热利用在降低整车取暖能耗方面，效果不明显。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池整车热管理系统控制方法及车辆，用以解决现有技术的整车热管理系统控制策略存在不能充分利用燃料电池余热来为车内传递热量导致的能耗高的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种燃料电池整车热管理系统控制方法，包括如下步骤：
[0008]1)接收开启取暖指令，获取燃料电池状态；所述开启取暖指令中包括设定目标温度；
[0009]2)若燃料电池处于工作状态，则至少开启车载空调和燃料电池余热利用，当车厢温度升高至设定目标温度时，关闭车载空调，并使燃料电池余热利用保持工作状态。
[0010]其有益效果为：在车厢有加热需求，且燃料电池处于工作状态时，通过开启车载空调以及燃料电池余热利用，能够快速提升车厢温度，并且当车厢温度升高至设定目标温度时，关闭车载空调，此时燃料电池余热利用依旧保持工作状态，因燃料电池余热利用能够很好维持车内的温度，使车内温度不降低，所以通过保持燃料电池余热利用的开启状态，最大程度延长燃料电池余热利用工作时间，为车内传递更多热量，能够减缓车厢内温度下降，因此当车厢温度达到目标温度时，关闭车载空调依旧能够在一定时间内保持车内温度，而现有技术在燃料电池余热利用和车载空调同时启动时，是在温度超过设定温度一定范围后，才关闭车载空调，所以本专利技术的控制策略相对于现有技术来说，通过充分利用燃料电池余热，能够提前关闭车载空调，减少了车载空调的工作时间，进而降低了车载空调的耗能量。
[0011]进一步地，步骤2)中，若燃料电池处于工作状态，则燃料电池余热利用保持工作状态后，当车厢温度下降至第一温度时，开启车载空调直至温度达到设定目标温度，第一温度等于设定目标温度减去第一设定温度差值。
[0012]当燃料电池处于工作状态时，当车厢温度下降至第一温度时(即车厢温度下降至低于目标温度一定范围后)，才重新开启需耗能的加热设备(车载空调与加热器都为需耗能的加热设备)，而现有技术在车厢温度达到设定目标温度时，就需重新开启需耗能的加热设备，所以本专利技术的控制策略相较于现有技术来说，通过对耗能设备设置更加严苛的开启条件，即通过将车载空调延后开启，能够降低耗能设备的加热耗能量。所以本专利技术在燃料电池处于工作状态下，通过设置提前关闭耗能设备，并保持燃料电池余热利用，以及推后开启耗能设备，降低了耗能设备的工作时间的同时，充分利用了燃料电池余热，即通过充分利用燃料电池余热保持车厢内温度的同时，降低了整车能耗。
[0013]进一步地，步骤2)中，若燃料电池处于非工作状态时，则至少开启车载空调，当车厢温度升高至第二温度时，关闭车载空调，第二温度等于设定目标温度加上第二设定温度差值。
[0014]进一步地，步骤2)中，若燃料电池处于非工作状态时，在关闭车载空调后，当车厢温度下降至设定目标温度时，开启车载空调直至温度达到第二温度。
[0015]进一步地，步骤2)中，当开启车载空调时，还获取环境温度，若环境温度低于低温阈值时，还开启加热器；当关闭车载空调时，若加热器处于工作状态，还关闭加热器。
[0016]车载空调因属热泵工作原理，相比电加热来讲，热效率高，能耗低，更加节能，所以加热器(例如：PTC液体加热器)加热效率低于车载空调，而耗能量却高于车载空调，因此基于上述在燃料电池不工作时，车载空调与PTC液体加热器工作相同时间，虽然同时工作能够降低加热时间，但是因PTC液体加热器的特点，增加了整车耗能。基于车载空调与加热器的工作原理，在环境温度不低于低温阈值时(即在车厢温度需求不高时)只让一个耗能最小且效率最高的耗能加热装置(即车载空调)参与加热过程，能够降低加热能耗；在环境温度低于低温阈值时(即车厢温度需求迫切的情况下)，通过开启车载空调以及加热器，实现车厢温度快速升温，使得车厢温度尽快满足需求。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种车辆，包括车厢，车厢上具备用于为车厢内部加热的车载空调和暖风芯体，暖风芯体所在的水暖循环管路上连接有燃料电池余热
利用装置以及加热器，车厢内部有加热需求时，获取燃料电池状态，若燃料电池处于开启状态时，车载空调和燃料电池余热利用开启，当车厢温度升高至设定目标温度时，车载空调关闭，并使燃料电池余热利用保持工作状态。
[0018]其有益效果为：在车厢有加热需求，且燃料电池处于工作状态时，通过开启车载空调以及燃料电池余热利用，能够快速提升车厢温度，并且当车厢温度升高至设定目标温度时，关闭车载空调，此时燃料电池余热利用依旧保持工作状态，因燃料电池余热利用能够很好维持车内的温度，使车内温度不降低，所以通过保持燃料电池余热利用的开启状态，最大程度延长燃料电池余热利用工作时间，为车内传递更多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池整车热管理系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)接收开启取暖指令，获取燃料电池状态；所述开启取暖指令中包括设定目标温度；2)若燃料电池处于工作状态，则至少开启车载空调和燃料电池余热利用，当车厢温度升高至设定目标温度时，关闭车载空调，并使燃料电池余热利用保持工作状态。2.根据权利要求1所述的燃料电池整车热管理系统控制方法，其特征在于，步骤2)中，若燃料电池处于工作状态，则燃料电池余热利用保持工作状态后，当车厢温度下降至第一温度时，开启车载空调直至温度达到设定目标温度，第一温度等于设定目标温度减去第一设定温度差值。3.根据权利要求1所述的燃料电池整车热管理系统控制方法，其特征在于，步骤2)中，若燃料电池处于非工作状态时，则至少开启车载空调，当车厢温度升高至第二温度时，关闭车载空调，第二温度等于设定目标温度加上第二设定温度差值。4.根据权利要求3所述的燃料电池整车热管理系统控制方法，其特征在于，步骤2)中，若燃料电池处于非工作状态时，在关闭车载空调后，当车厢温度下降至设定目标温度时，开启车载空调直至温度达到第二温度。5.根据权利要1
‑
4中任一项所述的燃料电池整车热管理系统控制方法，其特征在于，当开启车载空调时，还获取环境温度，若环境温度低于低温阈值时，还开启加热器；当关闭车载空调时，若加...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴结实，张永其，蒋尚峰，张龙海，孟德水，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：