[发明专利]燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统，电动压缩机的输出端与四通换向阀的端口A连接；端口B、前舱换热模块、单向阀并联段、制冷剂并联段和四通换向阀的端口C依次串联；四通换向阀的端口D、气液分离器和电动压缩机的输入端依次串联；制冷剂并联段包括并联设置的第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，电池换热器的冷却液出口与动力电池系统的冷却液入口连接，动力电池系统的冷却液出口、膨胀水箱、水泵与电池换热器的冷却液入口依次串联。本发明在简化系统的前提下实现了乘客舱和动力电池温度的独立控制，并采用电池组温度和电池冷却入口温度作为动力电池调温的参数，避免了热延迟的影响，提高了动力电池的控温精度。

技术领域

本发明涉及燃料电池汽车温度控制领域，特别涉及到一种燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统及方法。

背景技术

燃料电池汽车具有节能无污，效率高、噪声低等优点。该类汽车除了以燃料电池作为主动力源，还采用动力电池作为其重要的辅助动力源。该动力电池需要配备温度控制装置，保证其正常的工作温度，不会在夏季高温时过热损坏，也不会在冬季寒冷时因低温而性能下降。另外，汽车热泵系统也需要在夏季制冷，冬季制热，从而调控乘客舱温度，满足乘客舒适性需求。为确保汽车的动力性和舒适性，提高动力电池和热泵系统的运行性能，因此对电池和热泵进行温度控制非常作用。

申请号为CN201310262889.6的发明专利提出了一种混合电动车冷却技术领域的液-液冷却型混合动力汽车用电池冷却系统。包括：电动压缩机、油液分离器、车外循环装置、车内循环装置、液-液换热器、电池冷却装置和控制器局域网，其中：电动压缩机的输出端与车外循环装置的输入端相连，输入端与油液分离器的输出端相连，车外循环装置的输出端、车内循环装置的输入端和液-液换热器的制冷剂入口由第一三通阀相连，车内循环装置的输出端、液-液换热器的制冷剂出口和油液分离器的输入端由第二三通阀相连，电池冷却装置的冷却输入端和冷却输出端分别与液-液换热器的冷却液出口与冷却液入口相连形成回路。

然而，该现有技术存在两方面不足：第一，乘客舱和电池的温度要求不同，该现有技术仅采用单一膨胀阀，无法同时满足两支路不同的蒸发温度要求；第二，由于系统热量传递存在一定延迟，单凭动力电池中的温度调节压缩机、水泵等，易造成误判以及冷却水泵的频繁启停。不利用动力电池及乘客舱的温度控制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统及方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统，包括电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、前舱换热模块、单向阀并联段、制冷剂并联段、动力电池系统、膨胀水箱和水泵，电动压缩机的输出端与四通换向阀的端口A连接；四通换向阀的端口B、前舱换热模块、单向阀并联段、制冷剂并联段和四通换向阀的端口C依次串联；四通换向阀的端口D、气液分离器和电动压缩机的输入端依次串联，用于形成完整的制冷剂回路；所述单向阀并联段包括并联设置的第一单向阀和第二单向阀，制冷剂并联段包括并联设置的第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，第一制冷剂支路用于为乘客舱提供冷量或热量，第二制冷剂支路用于为动力电池系统的冷却回路提供冷量或热量，第二制冷剂支路包括电池换热器，电池换热器的冷却液出口与动力电池系统的冷却液入口连接，动力电池系统的冷却液出口、膨胀水箱、水泵与电池换热器的冷却液入口依次串联，用于形成动力电池冷却回路。

进一步的，所述第一制冷剂支路包括依次串联设置的第一电磁阀、第一膨胀阀、乘客舱换热模块和第二电磁阀，所述第二制冷剂支路包括依次串联设置的第三电磁阀、第二膨胀阀、电池换热器和第四电磁阀。

进一步的，所述第一单向阀的通行方向为由前舱换热模块通向制冷剂并联段，第二单向阀的通行方向为由制冷剂并联段通向前舱换热模块。