[发明专利]具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统及控制方法

权利要求书

1.一种具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统，其特征在于，其包括动力系统平台热管理单元、燃料电池本体热管理单元和热管理控制器；所述热管理控制器分别与动力系统平台热管理单元、燃料电池本体热管理单元连接，所述动力系统平台热管理单元和燃料电池本体热管理单元连接；

所述动力系统平台热管理单元包括第一水泵、DC/DC入口前冷却液温度传感器、直流-直流变换器DC/DC、动力控制单元PCU、驱动电机、驱动电机出口后温度传感器、热交换器、第一散热器，所述热交换器的一个输出端依次通过散热器、第一水泵、直流-直流变换器DC/DC、动力控制单元PCU、驱动电机连接到对应的输入端；所述第一水泵和直流-直流变换器DC/DC之间设置DC/DC入口前冷却液温度传感器，所述驱动电机和热交换器之间设置驱动电机出口后温度传感器。

2.根据权利要求1所述的具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池本体热管理单元包括第二水泵、第一温度传感器、燃料电池电堆、第二温度传感器、三通电磁阀、第二散热器；所述燃料电池电堆的冷却液出口通过三通电磁阀后一路接于第二散热器的输入端，另一路接于热交换器的另一个输入端，而与该输入端对应的输出端与所述第二散热器的输出端汇并后经第二水泵接于燃料电池电堆的冷却液进口；所述第一温度传感器设置在第二水泵和燃料电池电堆的冷却液进口之间，所述第二温度传感器设置在燃料电池电堆的冷却液出口和三通电磁阀之间。

3.根据权利要求1或2所述的具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统，其特征在于，所述动力系统平台热管理单元还包括第一膨胀水箱，所述第一膨胀水箱通过管路连接在第一水泵的两端。

4.根据权利要求3所述的具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池本体热管理单元还包括第二膨胀水箱，所述第二膨胀水箱通过管路连接在第二水泵的两端。

5.根据权利要求4所述的具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统，其特征在于，所述第一水泵、第一散热器、第二水泵、三通电磁阀、第二散热器均通过线路与热管理控制器连接，所述DC/DC入口前冷却液温度传感器、驱动电机出口后温度传感器、第一温度传感器、第二温度传感器均通过线路与热管理控制器连接。

6.一种采用如权利要求1-5任意一项所述的具有冷启动功能的车载燃料电池热管理系统的控制方法，其特征在于，该方法在冷启动模式下通过如下步骤实现：

步骤(101)，当所述热管理控制器检测到所述燃料电池电堆的冷却液温度T_F＜T₁时，通过CAN线向整车控制器发送信号；所述整车控制器确定燃料电池从T_F升温到T₁所需能量Q₁，然后获取锂离子动力电池的荷电状态SOC值并确定以当前SOC的动力电池驱动汽车行驶至SOC降至预设下限时动力系统平台所产生的热量Q₂，并比较Q₁和Q₂之间的大小；如果Q₁＞Q₂，则需要外接充电设施为动力电池充电；如果Q₁＜Q₂，所述整车控制器则将该信息传输给所述热管理控制器；

步骤(102)，所述整车控制器启动锂离子动力电池向直流高压线输送电能以纯电模式驱动燃料电池汽车行驶；所述热管理控制器获取到Q₁＜Q₂后，启动所述燃料电池本体热管理单元对燃料电池电堆进行电堆加热；同时，所述热管理控制器关闭所述动力系统平台热管理单元的散热功能；

步骤(103)，所述热管理控制器接收通过所述动力系统平台热管理单元的冷却液温度T_D值并比较T_D和第二阈值温度T₂的大小：如果T_D＜T₂，则使所述动力系统平台热管理单元的散热功能继续保持关闭状态；如果T_D＞T₂，则开启所述动力系统平台热管理单元的散热功能，并通过PWM调制所述动力系统平台热管理单元进行控温。