[发明专利]一种燃料电池车辆的热管理系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池车辆的热管理系统及控制方法，涉及燃料电池领域。燃料电池车辆的热管理系统包括电池堆、水液管路、取暖结构和控制器，水液管路与所述电池堆连通，水液管路包括依次连通形成闭合回路的主管路和第一支路，以及与第一支路并联的第二支路；水液管路靠近所述电池堆的出水口处设有测温元件，主管路上还设有加热结构；第一支路与取暖结构相连，水液管路上还设有阀门，控制器分别与测温元件、加热结构和阀门电连接；控制器根据接收到的测温元件发出的出水温度信号以及驾驶室内暖风开关的开闭状态，控制冷却液在特定的回路中流通。通过将升温后的冷却液的热量直接用于车内取暖，能量利用率高且保证了车辆具有更加充足的动力。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池车辆的热管理系统及控制方法。

背景技术

电动汽车具有零排放和高效率等特点，逐渐成为了今后车辆的主要发展方向。目前，氢燃料电池是一种替代内燃机的理想动力装置，其利用燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。

燃料电池的电堆要求工作温度处于合适区间，为了保证了燃料电池的高效工作，随后发展出了如授权公告号为CN207441867U、授权公告日为2018.06.01的中国实用新型专利公开了一种燃料电池堆的热管理系统，并具体公开了该燃料电池堆的热管理系统包括燃料电池堆、流量控制单元和第一热交换器；燃料电池堆通过第一管路与流量控制单元相连，燃料电池堆通过第二管路与第一热交换器相连。流量控制单元用于在燃料电池堆的温度小于第一温度阈值时控制第一管路导通，使流经燃料电池堆的冷却液按第一循环回路运行。流量控制单元还用于在燃料电池堆的温度大于第一温度阈值时控制第二管路导通，使流经燃料电池堆的冷却液按第二循环回路运行。

现有技术中的燃料电池堆的热管理系统根据冷却液的温度，控制冷却液在第一循环回路或第二循环回路中运行，从而确保燃料电池堆处于合适的工作温度。但是，在冬季车辆启动时，由于温度低电池堆中冷却液的温度往往达不到工作温度，造成了车辆的冷启动时间长的问题。另外，由于冬季车内需要供暖，将燃料电池产生的电能再转换为热量，则能量利用率低且取暖消耗了车辆的动力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池车辆的热管理系统，以解决在冬季车辆启动时，由于温度低电池堆中冷却液的温度往往达不到工作温度，造成了车辆的冷启动时间长的问题。另外，由于冬季车内需要供暖，将燃料电池产生的电能再转换为热量，则能量利用率低且取暖消耗了车辆的动力的问题。同时本发明的目的还在于提供一种燃料电池车辆的热管理系统的控制方法。

本发明的燃料电池车辆的热管理系统的技术方案为：

燃料电池车辆的热管理系统包括电池堆、水液管路、取暖结构和控制器，所述水液管路与所述电池堆连通，所述水液管路包括依次连通形成闭合回路的主管路和第一支路，以及与所述第一支路并联布置的第二支路；

所述水液管路靠近所述电池堆的出水口处设有测温元件，所述主管路上还设有加热结构；所述第一支路与所述取暖结构相连，所述水液管路上还设有阀门，所述控制器分别与所述测温元件、加热结构和阀门电连接；

所述控制器用于接收所述测温元件发出的出水温度信号，在出水温度低于设定温度时，控制所述加热结构启动并使冷却液经第二支路流通；以及在开启所述取暖结构时，使冷却液经第一支路流通。

进一步的，所述水液管路还包括第三支路，所述第三支路分别与所述第一支路、第二支路并联设置，所述第三支路上连接有散热结构；

所述控制器还与所述散热结构电连接，以在出水温度高于设定温度时，使冷却液经第三支路流通。

进一步的，所述阀门设有两个，两个所述阀门分别为接通在所述第一支路上的第一阀门，以及接通在所述第二支路、第三支路和主管路之间的第二阀门，所述第二阀门为三通阀。