一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车

文档序号:1223992 发布日期:2020-09-08 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车 (Fuel cell automobile thermal management system, method, storage medium and automobile ) 是由 蒋委 史建鹏 李洪涛 陈明 谢奇光 于 2020-05-14 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车,其系统包括:第一电子水泵进液口与燃料电池出液口连接,出液口与第一三通阀进液口连接,第一三通阀第一出液口与加热器进液口连接,加热器出液口与第二三通阀进液口连接,第二三通阀第一出液口燃料电池进液口连接,第二出液口与第二电子水泵进液口连接,第二电子水泵出液口与空调暖风换热器进液口连接,空调暖风换热器出液口与燃料电池进液口连接;第一电子水泵、第一三通阀、加热器、第二三通阀、第二电子水泵均与控制器电信号连接。本发明中控制器通过对传感器采集的数据搜集分析后控制各三通阀、电子节温器、加热器、水泵、风扇动作实现冷却液不同的循环回路。(The invention discloses a fuel cell automobile heat management system, a method, a storage medium and an automobile, wherein the system comprises: a liquid inlet of a first electronic water pump is connected with a liquid outlet of the fuel cell, a liquid outlet of the first electronic water pump is connected with a liquid inlet of a first three-way valve, a first liquid outlet of the first three-way valve is connected with a liquid inlet of a heater, a liquid outlet of the heater is connected with a liquid inlet of a second three-way valve, a first liquid outlet of the second three-way valve is connected with a liquid inlet of the fuel cell, a second liquid outlet of the second three-way valve is connected with a liquid inlet of a second electronic water pump, a liquid outlet of the second; the first electronic water pump, the first three-way valve, the heater, the second three-way valve and the second electronic water pump are all in electric signal connection with the controller. The controller collects and analyzes data collected by the sensor and then controls the three-way valves, the electronic thermostat, the heater, the water pump and the fan to act to realize different circulation loops of the cooling liquid.)

一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车

技术领域

本发明涉及燃料电池控制领域,具体是涉及一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车。

背景技术

燃料电池汽车作为一种降低石油消耗、高能量转化率、零排放的新能源汽车,被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径,世界各国都在积极开发氢能与燃料电池技术

燃料电池内的温度低于冰点时,燃料电池内的水会发生冻结。在电池内的温度上升到零度之前,催化层内的水如果发生冻结,电化学反应将会因反应区域内的水冻结而终止,水结冰膨胀同时会损坏燃料电池电堆结构。燃料电池水结冰的问题,会造成燃料电池性能和寿命降低,从而对燃料电池组件造成不可逆转的损伤,因此燃料电池在低温启动时需要利用暖机升温。考虑人体热舒适性及除霜法规要求,当在低温冷启动时需要辅助加热为成员舱提供热量。目前大多数方案都是对燃料电池和乘员舱分别加热,能量利用效率较低,没有实现能量的循环利用。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种燃料电池汽车热管理系统、方法、存储介质及汽车。

本发明提供一种燃料电池汽车热管理系统,包括:

燃料电池、第一电子水泵、第一三通阀、加热器、第二三通阀、第二电子水泵、空调暖风换热器以及控制器;其中:

第一电子水泵进液口与燃料电池出液口连接,第一电子水泵出液口与第一三通阀进液口连接,第一三通阀第一出液口与加热器进液口连接,加热器出液口与第二三通阀进液口连接,第二三通阀第一出液口燃料电池进液口连接;

第二三通阀第二出液口与第二电子水泵进液口连接,第二电子水泵出液口与空调暖风换热器进液口连接,空调暖风换热器出液口与燃料电池进液口连接;

第一电子水泵、第一三通阀、加热器、第二三通阀、第二电子水泵均与控制器电信号连接并接受控制器的控制。

在上述技术方案的基础上,还包括电子节温器、散热器、电子风扇以及第三三通阀;

电子节温器进液口与第一三通阀第二出液口连接,电子节温器第一出液口与燃料电池进液口连接,电子节温器第二出液口与散热器进液口连接;

散热器出液口与燃料电池进液口连接;电子风扇与散热器相对设置;

第三三通阀进液口与空调暖风换热器出液口连接,第三三通阀第一出液口与第一三通阀第一出液口连接,第三三通阀第二出液口与燃料电池进液口连接。

在上述技术方案的基础上,还包括温度传感器和去离子及过滤器二合一装置;

温度传感器与燃料电池出液口连接,温度传感器与控制器电信号连接;

去离子及过滤二合一装置出液口与燃料电池进液口连接,去离子及过滤二合一装置进液口分别与电子节温器第一出液口、散热器出液口、第二三通阀第二出液口、第三三通阀第二出液口连接。

本发明还提供一种燃料电池汽车热管理方法,应用于上述的燃料电池汽车热管理系统的控制器,包括:

获取燃料电池和空调暖风工作状态信号;

当燃料电池和空调暖风的工作状态信号均为开启,通过温度传感器获取燃料电池出液口的冷却液温度;

若所述冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,则控制第一电子水泵、加热器和第二电子水泵运行;控制第一三通阀进液口与第一出液口接通,第一三通阀第二出液口关闭;控制第二三通阀进液口、第一出液口以及第二出液口接通;控制第三三通阀进液口与第二出液口接通,第三三通阀第一出液口关闭。

在上述技术方案的基础上,当燃料电池和空调暖风的工作状态信号均为开启,通过温度传感器获取燃料电池出液口的冷却液温度之后还包括:

若所述冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,则控制第一电子水泵、加热器和第二电子水泵运行;控制第一三通阀进液口与第二出液口接通,第一三通阀第一出液口关闭;控制电子节温器进液口与第一出液口接通,电子节温器第二出液口关闭;

同时,控制第二三通阀进液口和第二出液口接通,第二三通阀第一出液口关闭;控制第三三通阀进液口与第一出液口接通,第三三通阀第二出液口关闭;

若所述冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵、散热器、加热器和第二电子水泵运行;控制第一三通阀进液口与第二出液口接通,第一三通阀第一出液口关闭;控制电子节温器进液口、第一出液口以及第二出液口接通;

同时,控制第二三通阀进液口和第二出液口接通,第二三通阀第一出液口关闭;控制第三三通阀进液口与第一出液口接通,第三三通阀第二出液口关闭;

若所述冷却液温度大于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵、散热器、加热器和第二电子水泵运行;控制第一三通阀进液口、第一出液口以及第二出液口接通;控制电子节温器进液口和第二出液口接通,电子节温器第一出液口关闭;

同时,控制第二三通阀进液口和第二出液口接通,第二三通阀第一出液口关闭;控制第三三通阀进液口与第二出液口接通,第三三通阀第一出液口关闭。

在上述技术方案的基础上,获取燃料电池和空调暖风工作状态信号之后还包括:

当燃料电池的工作状态信号为开启,空调暖风的工作状态信号为关闭时,通过温度传感器获取燃料电池出液口的冷却液温度;

若所述冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,则控制第一电子水泵和加热器运行;控制第一三通阀进液口和第一出液口接通,第一三通阀第二出液口关闭;控制第二三通阀进液口和第一出液口接通,第二三通阀第二出液口关闭;

若所述冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,则控制第一电子水泵运行;控制第一三通阀进液口和第二出液口接通,第一三通阀第一出液口关闭;控制电子节温器进液口和第一出液口接通,电子节温器第二出液口关闭;

若所述冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵和散热器运行;控制第一三通阀进液口和第二出液口接通,第一三通阀第一出液口关闭;控制电子节温器进液口、第一出液口以及第二出液口接通;

若所述冷却液温度大于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵和散热器运行;控制第一三通阀进液口和第二出液口接通,第一三通阀第一出液口关闭;控制电子节温器进液口和第二出液口接通,电子节温器第一出液口关闭。

在上述技术方案的基础上,获取燃料电池和空调暖风工作状态信号之后还包括:

当燃料电池的工作状态信号为关闭,空调暖风的工作状态信号为开启时,控制加热器和第二电子水泵运行;控制第二三通阀进液口和第二出液口接通,第二三通阀第一出液口关闭;控制第三三通阀进液口与第一出液口接通,第三三通阀第二出液口关闭。

在上述技术方案的基础上,还包括:

若加热器开启,则获取流经加热器的目标冷却液温度、空调制热指令参数以及燃料电池低温冷启动参数;

若所述目标冷却液温度符合所述空调制热指令参数和燃料电池低温冷启动参数,则降低加热器的加热功率或关闭加热功能,否则根据所述加热器的目标冷却液温度和加热器预设程序调整加热器的加热功率;

若电子节温器开启,则根据流经电子节温器冷却液温度与电子节温器开启温度、电子节温器全开温度的差值控制电子节温器的开度。

本发明还提供一种存储介质,其中存储有多条指令,其特征在于,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的燃料电池汽车热管理方法。

本发明还提供一种燃料电池汽车,包含上述的燃料电池汽车热管理系统。

与现有技术相比,本发明的优点如下:

(1)本发明克服现有燃料电池不能在过低环境温度条件启动工作的制约,通过在冷却液循环回路中设置加热器,实现燃料电池低温快速启动,提高燃料电池低温环境的适应能力。

(2)本发明在低温环境下使用一个加热器满足燃料电池和乘员舱供热需求,布置空间要求低,成本低。

(3)发明结构简单,无需增加复杂管路、线束,可以保证整个燃料电池汽车系统的安全性和可靠性,具有极大的推广应用价值。

(4)在燃料电池不启动的情况下,通过冷却液路循环回路中加热器工作可满足乘员舱除霜及供暖需求,改善驾驶舒适性及安全性。

附图说明

图1是本发明一种燃料电池汽车热管理系统一个实施例的结构示意图;

图2是本发明一种燃料电池汽车热管理方法一个实施例的流程示意图;

图3是本发明一种燃料电池汽车热管理方法另一个实施例的流程原理示意图;

图4是本发明一种燃料电池汽车热管理方法另一个实施例的流程原理示意图。

附图标记:

10-燃料电池20-燃料电池出口冷却液的温度传感器30-第一电子水泵40-第一三通阀41-第一三通阀进液口42-第一三通阀第二出液口43-第一三通阀第一出液口50-电子节温器51-电子节温器进液口52-电子节温器第一出液口53-电子节温器第二出液口60-散热器61-电子风扇70-加热器80-第二三通阀81-第二三通阀进液口82-第二三通阀第一出液口83-第二三通阀第二出液口90-第二电子水泵100-空调暖风换热器110-第三三通阀111-第三三通阀第一出液口112-第三三通阀第二出液口113-第三三通阀进液口120-去离子及过滤二合一装置130-控制器Tc-燃料电池出口冷却液温度T1-燃料电池低温启动温度T2-节温器开启温度T3-电子节温器全开温度。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示,本发明实施例公开了一种燃料电池汽车热管理系统,包括:

燃料电池10、第一电子水泵30、第一三通阀40、加热器70、第二三通阀80、第二电子水泵90、空调暖风换热器100以及控制器130;其中:

第一电子水泵30进液口与燃料电池10出液口连接,第一电子水泵30出液口与第一三通阀40进液口41连接,第一三通阀40第一出液口43与加热器70进液口连接,加热器70出液口与第二三通阀80进液口81连接,第二三通阀80第一出液口82与燃料电池10进液口连接;

第二三通阀80第二出液口83与第二电子水泵90进液口连接,第二电子水泵90出液口与空调暖风换热器100进液口连接,空调暖风换热器100出液口与燃料电池10进液口连接;

第一电子水泵30、第一三通阀40、加热器70、第二三通阀80、第二电子水泵90均与控制器130电信号连接并接受控制器130的控制。

具体的,本实施例中,各个元件形成燃料电池和空调暖风同时加热回路,当燃料电池和空调暖风都需要进行加热时,通过同一个加热器70对冷却液进行加热,其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第一出液口43、加热器70、第二三通阀80进液口81后,一部分经过第二三通阀80第一出液口82、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;一部分经过第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第二出液口112、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第一出液口43接通、第一出液口42关闭;第二三通阀80进液口81与第一出液口82和第二出液口83皆接通;第三三通阀110进液口113与第二出液口112接通,第一出液口111关闭。

加热器70为电加热器,用于对流过加热器70的冷却液加热;加热器70内部带有控制器,根据流经加热器70的冷却液温度及预设程序自动调整加热器70的加热功率。空调暖风换热器100用于对乘员舱的加热。

其中,第一电子水泵30、第一三通阀40、加热器70、第二三通阀80、第二电子水泵90均与控制器130电信号连接并接受控制器130的控制。一方面,控制器130根据需求控制第一电子水泵30、第一三通阀40、加热器70、第二三通阀80以及第二电子水泵90的开闭,另一方面控制器130控制第二三通阀80阀芯开度的不同实现流量分配。

优选的,在本发明另外的实施例中,还包括电子节温器50、散热器60、电子风扇61以及第三三通阀110;

电子节温器50进液口与第一三通阀40第二出液口连接,电子节温器50第一出液口与燃料电池10进液口连接,电子节温器50第二出液口与散热器60进液口连接;

散热器60出液口与燃料电池10进液口连接;电子风扇61与散热器60相对设置;

第三三通阀110进液口与空调暖风换热器100出液口连接,第三三通阀110第一出液口与第一三通阀40第一出液口连接,第三三通阀110第二出液口与燃料电池10进液口连接。

具体的,本实施例中,增加电子节温器50之后,部分元件形成燃料电池小循环回路,此时燃料电池10的冷却液既不需要加热也不需要散热时,冷却液只进行循环。其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口、第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第一出液口52、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一出液口43关闭;电子节温器50进液口51与第一出液口52接通,第二出液口53关闭。

增加电子节温器50和散热器60之后,部分元件形成燃料电池大循环回路,此时燃料电池10的冷却液过高,全部需要进行散热。其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第二出液口53、散热器60、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一出液口43关闭;电子节温器50进液口51与第二出液口53接通,第一出液口52关闭。另外,散热器60用于使流过散热器60的冷却液与空气换热实现冷却液温度降低,如果仅仅散热器60本身散热效率不足,控制器130还可以控制电子风扇61开启,电子风扇61与散热器60相对设置,以增加散热器60的进风量,能够加大散热器的散热效率。

增加电子节温器50和散热器60之后,如果燃料电池10的冷却液只需要部分进行散热,则部分元件形成燃料电池大小循环同时运行回路,其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51后一部分经过电子节温器50第一出液口52、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;一部分经过电子节温器50第二出液口53、散热器60、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一出液口43关闭;电子节温器50进液口51、第一出液口52接通以及第二出液口53皆接通。控制器通过控制电子节温器50的开度实现流量的分配。

另外,当只有燃料电池10需要进行加热时,部分元件形成燃料电池加热回路,其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第一出液口43、加热器70进液口、加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第一出液口82、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第一出液口43接通,第二出液口42关闭;第二三通阀80进液口81与第一出液口82接通,第二出液口83关闭。

另外,当只有空调需要进行加热时,增加第三三通阀110,部分元件形成空调暖风加热回路,其中,冷却液依次从加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第一出液口111后返回加热器70进液口;此时,第二三通阀80进液口81与第二出液口83接通,第一出液口82关闭;第三三通阀110进液口113与第一出液口111接通,第二出液口112关闭。

另外,当只有空调需要进行加热,同时燃料电池10的冷却液过热时,可以通过燃料电池10的余热为空调供暖,增加第三三通阀110,部分元件形成空调暖风余热利用回路,其中,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41后,一部分从第一三通阀40第一出液口43、加热器70、第二三通阀80进液口81,第二三通阀第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第二出液口112、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口,另一部分经过第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第二出液口53、散热器60、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

优选的,在本发明另外的实施例中,还包括温度传感器20和去离子及过滤器二合一装置120;

温度传感器20与燃料电池10出液口连接,温度传感器20与控制器130电信号连接;

去离子及过滤二合一装置120出液口与燃料电池10进液口连接,去离子及过滤二合一装置120进液口分别与电子节温器50第一出液口、散热器60出液口、第二三通阀80第二出液口、第三三通阀110第二出液口连接。

具体的,本实施例中,温度传感器20与与燃料电池10出液口连接,同时与控制器130电信号连接,温度传感器20采集从燃料电池10出液口流出的冷却液的温度,并发送至控制器130,控制器130基于温度传感器20采集的冷却液的温度控制各个元件的开闭。

另外,还可以增加过滤器二合一装置120,去离子及过滤二合一装置120出液口与燃料电池10进液口连接,去离子及过滤二合一装置120进液口分别与电子节温器50第一出液口、散热器60出液口、第二三通阀80第二出液口、第三三通阀110第二出液口连接,也就是将过滤器二合一装置120放置在燃料电池10与其它的元件之间。去离子及过滤二合一装置120用于对系统冷却液过滤及电导率控制。

如图2所示,本发明实施例公开了一种燃料电池汽车热管理方法,应用于上述实施例所述的燃料电池汽车热管理系统的控制器,包括:

获取燃料电池10和空调暖风工作状态信号。

具体的,控制器接收到燃料电池启动指令和空调面板采暖信号指令,从而分析燃料电池和空调暖风的工作状态信号。

当燃料电池10和空调暖风的工作状态信号均为开启,通过温度传感器20获取燃料电池10出液口的冷却液温度。

具体的,当燃料电池10和空调暖风的工作状态信号均为开启,则进一步分析获取空调制热指令参数,例如设定的目标温度等。通过温度传感器20获取燃料电池10出液口的冷却液温度。

若所述冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,则控制第一电子水泵30、加热器70和第二电子水泵90运行;控制第一三通阀40进液口41与第一出液口43接通,第一三通阀40第二出液口42关闭;控制第二三通阀80进液口81、第一出液口82以及第二出液口83接通;控制第三三通阀110进液口113与第二出液口112接通,第三三通阀110第一出液口111关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,也就是温度过低,需要对冷却液进行加热,同时还需要对空调暖风换热器100加热。冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第一出液口43、加热器70、第二三通阀80进液口81后,一部分经过第二三通阀80第一出液口82、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;一部分经过第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第二出液口112、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

本申请在低温环境下使用一个加热器满足燃料电池和乘员舱供热需求,布置空间要求低,成本低。

如图3所示,本申请另一实施例是上述实施例的优化实施例,当燃料电池10和空调暖风的工作状态信号均为开启,通过温度传感器20获取燃料电池10出液口的冷却液温度之后还包括:

若所述冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,则控制第一电子水泵30、加热器70和第二电子水泵90运行;控制第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一三通阀40第一出液口43关闭;控制电子节温器50进液口51与第一出液口52接通,电子节温器50第二出液口53关闭;

同时,控制第二三通阀80进液口81和第二出液口83接通,第二三通阀80第一出液口82关闭;控制第三三通阀110进液口113与第一出液口111接通,第三三通阀110第二出液口112关闭。

具体的,当燃料电池10和空调暖风的工作状态信号均为开启,通过温度传感器20获取燃料电池10出液口的冷却液温度。当燃料电池10出液口的冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,也就是燃料电池10温度适中,既不需要加热也不需要散热,加热器70只需要对空调暖风换热器100加热。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口、第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第一出液口52、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。同时,冷却液依次从加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第一出液口111后返回加热器70进液口。

若所述冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵30、散热器60、加热器70和第二电子水泵90运行;控制第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一三通阀40第一出液口41关闭;控制电子节温器50进液口51、第一出液口52以及第二出液口53接通;

同时,控制第二三通阀80进液口81和第二出液口83接通,第二三通阀80第一出液口82关闭;控制第三三通阀110进液口113与第一出液口111接通,第三三通阀110第二出液口112关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,也就是燃料电池10的冷却液需要散热,但是冷却液的温度不足以为空调暖风换热器100供热,如果通过燃料电池的冷却液对空调暖风换热器100供热,还可能导致燃料电池10自身温度不够。加热器70只需要对空调暖风换热器100加热。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51后一部分经过电子节温器50第一出液口52、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;一部分经过电子节温器50第二出液口53、散热器60、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。同时,冷却液依次从加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第一出液口111后返回加热器70进液口。

本申请中当燃料电池出液口冷却液温度Tc在节温器开启温度和节温器全开温度之间时,没有通过通过冷却液为空调暖风供热,一方面避免通过冷却液为空调暖风供热之后,燃料电池自身温度不足,另一方面此时燃料电池出液口冷却液温度Tc比较低,为空调暖风进行供热热量利用率不高,供热效果较差。

若所述冷却液温度大于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵30、散热器60、加热器70和第二电子水泵90运行;控制第一三通阀40进液口41、第一出液口43以及第二出液口42接通;控制电子节温器50进液口51和第二出液口53接通,电子节温器50第一出液口52关闭;

同时,控制第二三通阀80进液口81和第二出液口83接通,第二三通阀80第一出液口82关闭;控制第三三通阀110进液口113与第二出液口112接通,第三三通阀110第一出液口111关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度大于电子节温器全开温度,也就是燃料电池10的冷却液需要散热,同时冷却液的温度能够为空调暖风换热器100供热的同时保证自身燃料电池10的温度。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41后,一部分从第一三通阀40第一出液口43、加热器70、第二三通阀80进液口81,第二三通阀第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第二出液口112、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口,另一部分经过第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第二出液口53、散热器60、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

其中,对于加热器70,如果燃料电池10的冷却液温度满足空调制热指令参数对应的供热需求,则加热器70仅实现管路导通的作用,并不对流经的冷却液进行加热。当燃料电池10的冷却液温度不足以满足空调制热指令参数对应的供热需求时,根据流经加热器70的冷却液温度和加热器预设程序调整加热器的加热功率,以达到空调制热指令参数对应的状态。

本申请通过在燃料电池冷却液回路系统增加一路空调水暖换热系统,实现燃料电池的废热回收利用,减少了加热器的用电需求,节约了整车电能,增加车辆在低温环境下的续航里程。通过使冷却液经过空调暖风换热器为乘员舱提供热量,相比板式换热器换热效率高,布置空间要求低,成本低。

如图4所示,本申请另一实施例是上述实施例的优化实施例,获取燃料电池10和空调暖风工作状态信号之后还包括:

当燃料电池10的工作状态信号为开启,空调暖风的工作状态信号为关闭时,通过温度传感器20获取燃料电池出液口的冷却液温度。

具体的,当燃料电池10的工作状态信号为开启,空调暖风的工作状态信号为关闭时,通过温度传感器20获取燃料电池10出液口的冷却液温度。

若所述冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,则控制第一电子水泵30和加热器70运行;控制第一三通阀40进液口41和第一出液口43接通,第一三通阀40第二出液口42关闭;控制第二三通阀80进液口81和第一出液口82接通,第二三通阀80第二出液口83关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度小于等于燃料电池低温启动温度,也就是温度过低,需要对冷却液进行加热。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第一出液口43、加热器70进液口、加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第一出液口82、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

若所述冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,则控制第一电子水泵30运行;控制第一三通阀40进液口41和第二出液口42接通,第一三通阀40第一出液口43关闭;控制电子节温器50进液口51和第一出液口52接通,电子节温器50第二出液口53关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度大于燃料电池低温启动温度小于等于电子节温器开启温度,也就是燃料电池10温度适中,既不需要加热也不需要散热。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口、第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第一出液口52、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

若所述冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵30和散热器60运行;控制第一三通阀40进液口41和第二出液口42接通,第一三通阀40第一出液口43关闭;控制电子节温器50进液口51、第一出液口52以及第二出液口53接通。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度大于电子节温器开启温度小于等于电子节温器全开温度,也就是燃料电池10的冷却液需要部分散热,。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51后一部分经过电子节温器50第一出液口52、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;另一部分经过电子节温器50第二出液口53、散热器60、去离子及过滤二合一装置120、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口。

若所述冷却液温度大于电子节温器全开温度,则控制第一电子水泵30和散热器60运行;控制第一三通阀40进液口41和第二出液口42接通,第一三通阀40第一出液口43关闭;控制电子节温器50进液口51和第二出液口53接通,电子节温器50第一出液口52关闭。

具体的,当燃料电池10出液口的冷却液温度大于电子节温器全开温度,也就是燃料电池10的冷却液全部需要散热。此时,冷却液依次从第一电子水泵30出液口,第一三通阀40进液口41、第一三通阀40第二出液口42、电子节温器50进液口51、电子节温器50第二出液口53、散热器60、燃料电池10后返回第一电子水泵30进液口;此时第一三通阀40进液口41与第二出液口42接通,第一出液口43关闭;电子节温器50进液口51与第二出液口53接通,第一出液口52关闭。

本申请另一实施例是上述实施例的优化实施例,获取燃料电池10和空调暖风工作状态信号之后还包括:

当燃料电池10的工作状态信号为关闭,空调暖风的工作状态信号为开启时,控制加热器70和第二电子水泵90运行;控制第二三通阀80进液口和第二出液口接通,第二三通阀80第一出液口关闭;控制第三三通阀110进液口与第一出液口接通,第三三通阀110第二出液口关闭。

具体的,当燃料电池10的工作状态信号为关闭,空调暖风的工作状态信号为开启时,加热器70只需要对空调暖风换热器100进行加热。此时,冷却液依次从加热器70出液口、第二三通阀80进液口81、第二三通阀80第二出液口83、第二电子水泵90、空调暖风换热器100、第三三通阀110进液口113、第三三通阀110第一出液口111后返回加热器70进液口。

优选的,在上述实施例的基础上,还包括:

若加热器70开启,则获取流经加热器70的目标冷却液温度、空调制热指令参数以及燃料电池低温冷启动参数;

若所述目标冷却液温度符合所述空调制热指令参数和符合燃料电池低温冷启动参数,则降低加热器的加热功率或关闭加热功能,否则根据所述加热器70的目标冷却液温度和加热器预设程序调整加热器的加热功率。

具体的,在上述实施例中,无论燃料电池10和空调暖风的工作状态信号各自开启或者关闭,如果加热器70开启,则获取流经加热器70的目标冷却液温度、空调制热指令参数以及燃料电池低温冷启动参数,空调制热指令参数包括但不限于设定目标温度等。如果目标冷却液温度符合空调制热指令参数,也就是流过加热器的目标冷却液温度能够满足乘员舱制热求,或者符合燃料电池低温冷启动参数,或者在燃料电池100和空调同时开启时两者都符合,则降低加热器的加热功率或关闭加热功能,仅实现管路导通作用;即利用燃料电池余热为空调暖风供热,实现燃料电池余热利用,提高能量利用率。否则根据加热器70的目标冷却液温度和加热器预设程序调整加热器的加热功率。

若电子节温器50开启,则根据流经电子节温器50冷却液温度与电子节温器开启温度、电子节温器全开温度的差值控制电子节温器的开度。

具体的,在上述实施例中,如果电子节温器50开启,则根据流经电子节温器50冷却液温度与电子节温器开启温度、电子节温器全开温度的差值控制电子节温器的开度,从而控制流经散热器60进行散热的冷却液的流量,保证燃料电池10的温度。

本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述的实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本发明的一个实施例提供了一种燃料电池汽车,其包含上述实施例所述的燃料电池汽车热管理系统。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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