[发明专利]一种汽车氢燃料电池的温控系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种汽车氢燃料电池的温控系统及其控制方法，温控系统包括节温器、电子水泵、三通阀、散热器和燃气加热器，节温器的接口2与电池电堆的冷却液出口连接，节温器的接口1与电子水泵的进液口连接，电子水泵的出液口与三通阀的接口1连接，三通阀的接口2与电池电堆的冷却液进口连接；节温器的接口3与散热器的一端连接，散热器的另一端与电子水泵的进液口连接；三通阀的接口3与燃气加热器的进液口连接，燃气加热器的出液口与电池电堆的冷却液进口连接；燃气加热器连接有空气管路和氢气管路，氢气管路连接有储氢瓶，其具有结构简单、控制灵活、适应性强的优点；控制方法具有流程简单、执行效率高、安全可靠的优点。

技术领域

本发明涉及一种汽车的氢燃料电池，具体涉及一种汽车氢燃料电池的温控系统，以及该温控系统的控制方法。

背景技术

在新能源汽车产业政策的引导下，氢燃料电池汽车得到了快速发展。目前的氢燃料电池汽车通常采用质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)，其具有多种性能优势，但质子交换膜氢燃料电池汽车存在低温冷启动困难的问题。低温冷启动是指燃料电池汽车可在0℃以下的环境中成功启动，并使燃料电池内部温度快速提升至60～70℃以满足正常运行的性能。氢燃料电池工作时，其内部阴极侧H+和通入的O₂会反应生成水，在0℃以下环境且无特殊保护的情况下，生成的水很容易结冰并导致催化层、扩散层堵塞，这会阻碍电化学反应的进行，且水结冰产生的体积变化会对电池内部结构造成破坏，导致反应性能降低，甚至无法运行。目前解决氢燃料电池汽车低温冷启动的方法，主要是通过提高电池内部温度，使其快速达到启动要求，现有提高电池内部温度的方法有变阻加热、氢氧反应加热和气体吹扫等，这些方法虽然在一定程度上解决了氢燃料电池汽车低温冷启动的问题，但其在-30℃以下的环境中依然无法正常启动，影响了氢燃料电池汽车的低温环境适应性和使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车氢燃料电池的温控系统及其控制方法，使氢燃料电池汽车在低温环境下能够顺利启动，并使氢燃料电池内部温度快速达到正常工作温度，以保证车辆的使用性能，扩大氢燃料电池汽车的适用范围。温控系统具有结构简单、控制灵活、适应性强的优点；控制方法具有流程简单、执行效率高、安全可靠的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种汽车氢燃料电池的温控系统，所述氢燃料电池包括电池电堆，所述温控系统包括节温器、电子水泵、三通阀、散热器和燃气加热器，所述节温器的接口2通过第一管路与电池电堆的冷却液出口连接，节温器的接口1通过第二管路与电子水泵的进液口连接，电子水泵的出液口通过第三管路与三通阀的接口1连接，三通阀的接口2通过第四管路与电池电堆的冷却液进口连接；节温器的接口3通过第五管路与散热器的一端连接，散热器的另一端通过第六管路与电子水泵的进液口连接，第六管路上设有流向从散热器到电子水泵的第一单向阀；三通阀的接口3通过第七管路与燃气加热器的进液口连接，燃气加热器的出液口通过第八管路与电池电堆的冷却液进口连接，第八管路上设有流向从燃气加热器到电池电堆的第二单向阀；燃气加热器中设有点火线圈并连接有空气管路和氢气管路，氢气管路连接有储氢瓶，氢气管路上设有第一电磁阀和第一减压阀。

进一步的，本发明一种汽车氢燃料电池的温控系统，其中，所述储氢瓶为电池电堆的供氢系统储氢瓶，所述散热器设有散热风扇。

进一步的，本发明一种汽车氢燃料电池的温控系统，其中，所述电池电堆的冷却液进口和冷却液出口对应设有第一温度传感器和第二温度传感器。

进一步的，本发明一种汽车氢燃料电池的温控系统，其中，还包括冷却液补偿水箱，所述冷却液补偿水箱与第一单向阀和电子水泵之间的第六管路连接。

进一步的，本发明一种汽车氢燃料电池的温控系统，其中，所述节温器、电子水泵、三通阀、散热器、燃气加热器、第一电磁阀、第一温度传感器和第二温度传感器分别与汽车的FCU控制器连接。

进一步的，本发明一种汽车氢燃料电池的温控系统，其中，所述空气管路上设有空滤器和消声器。