阅读说明：本技术 一种氢能汽车采暖系统 (Hydrogen energy automobile heating system ) 是由 陈振武 郝义国 魏成龙 李洋洋 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种氢能汽车采暖系统,包括FCU散热器,FCU燃料电池堆,四通水阀,水泵,水暖PTC,暖风芯体及风机总成,第一水温传感器,第二水温传感器和膨胀水箱；FCU散热器、FCU燃料电池堆、膨胀水箱和第一水温传感器组成燃料电池回路,水泵、水暖PTC、第二水温传感器和暖风芯体及风机总成组成暖风回路；四通水阀将暖风回路与燃料电池回路隔开,四通水阀具有a、b、c、d四个水口以调节冷却水的流量和方向,a、b水口连接到燃料电池回路的FCU散热器和FCU燃料电池堆之间,c水口连接到暖风回路的水泵,d水口连接到暖风回路的暖风芯体及风机总成。(The invention provides a hydrogen energy automobile heating system which comprises an FCU radiator, an FCU fuel cell stack, a four-way water valve, a water pump, a water heating PTC, a warm air core body, a fan assembly, a first water temperature sensor, a second water temperature sensor and an expansion water tank, wherein the FCU radiator is connected with the four-way water valve; the FCU radiator, the FCU fuel cell stack, the expansion water tank and the first water temperature sensor form a fuel cell loop, and the water pump, the water heating PTC, the second water temperature sensor, the warm air core body and the fan assembly form a warm air loop; the four-way water valve separates the warm air loop from the fuel cell loop, the four-way water valve is provided with four water gaps of a, b, c and d to adjust the flow and the direction of cooling water, the water gaps of a and b are connected between an FCU radiator and an FCU fuel cell stack of the fuel cell loop, the water gap of c is connected to a water pump of the warm air loop, and the water gap of d is connected to a warm air core body and a fan assembly of the warm air loop.)

一种氢能汽车采暖系统

技术领域

本发明涉及氢能汽车领域，具体涉及一种氢能汽车采暖系统。

背景技术

随着燃料电池汽车的发展和网络技术在汽车中的广泛应用，越来越多的厂商更加注重利用燃料电池汽车特有的内部结构提升整体的驾驶体验，采暖系统就是其中一项。但目前燃料电池汽车的采暖系统仍然采用的是传统汽车的采暖系统结构，并没有利用到燃料电池发电产生的热量，如果能将燃料电池的发电产热用于供暖，就能大幅度的提高供暖质量、降低采暖系统的产热需求、节省能源消耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前燃料电池汽车采暖系统没有利用燃料电池发电产生的热量的技术问题，提供一种氢能汽车采暖系统解决上述技术缺陷。

一种氢能汽车采暖系统，包括FCU散热器，FCU燃料电池堆，四通水阀，水泵，水暖PTC，暖风芯体及风机总成，第一水温传感器，第二水温传感器和膨胀水箱；FCU散热器、FCU燃料电池堆、膨胀水箱和第一水温传感器依次连接组成燃料电池回路，水泵、水暖PTC、第二水温传感器和暖风芯体及风机总成依次连接组成暖风回路；四通水阀将暖风回路与燃料电池回路隔开，四通水阀具有a、b、c、d四个水口以调节冷却水的流量和方向，a、b水口连接到燃料电池回路的FCU散热器和FCU燃料电池堆之间，c水口连接到暖风回路的水泵，d水口连接到暖风回路的暖风芯体及风机总成；

第一水温传感器和第二水温传感器还连接到氢能汽车的车载控制单元，第一水温传感器用于实时采集燃料电池回路的水温并反馈给车载控制单元，第二水温传感器用于实时采集暖风回路的水温并反馈给车载控制单元；车载控制单元还与四通水阀，水泵，水暖PTC和暖风芯体及风机总成连接，以控制四通水阀，水泵，水暖PTC和暖风芯体及风机总成的工作状态。

进一步的，系统的具体工作过程包括：

FCU燃料电池堆开始工作，在产生电量的同时产生热量，使得燃料电池回路的水温不断上升，第一水温传感器采集燃料电池回路的水温并反馈给车载控制单元，第二水温传感器采集暖风回路的水温并反馈给车载控制单元，当暖风回路的水温在-20℃～-10℃之间，车载控制单元控制水暖PTC、水泵开始工作，车载控制单元控制四通水阀的a、b两口关闭，打开c、d两口，水在暖风回路中开始循环，水温升高后，通过第二水温传感器监测当前暖风回路的水温达到50℃时，与第一水温传感器采集的燃料电池回路的水温进行温度对比，当暖风回路的水温比燃料电池回路的水温高5℃时，车载控制单元控制水暖PTC关闭，四通水阀的a、b两口开启，四通水阀的c、d两口保持开启，燃料电池回路的热水进入暖风回路，暖风及风机总成依靠FCU燃料电池堆产生的热量持续向驾驶舱供暖；

FCU燃料电池堆开始工作后，热量主要通过FCU散热器进行散热，车载控制单元通过第一水温传感器采集燃料电池回路的水温信息，当燃料电池回路的水温在60℃以上，车载控制单元控制四通水阀的a、b、c、d四个口全打开，同时车载控制单元控制水泵、水暖PTC和暖风及风机总成不工作，保证驾驶舱没有多余的热风进入，从而保证驾驶室的温度舒适。

进一步的，FCU散热器是热交换器，用于通过与周围空气的交换散掉系统的热量。

进一步的，FCU燃料电池堆是主要的发热单元和动力单元。

进一步的，四通水阀用于通过调节a、b、c、d四个水口，实现对水路的方向和流量的监测。

进一步的，水泵用于促使水路循环工作。

进一步的，水暖PTC用于通过转换电能，加热冷却液。

进一步的，暖风芯体及风机总成中风机通过暖风芯体将冷却液中的热量送到驾驶舱。

进一步的，第一水温传感器用于监测燃料电池回路的水温，第二水温传感器用于监测暖风回路的水温。

进一步的，膨胀水箱用于整个系统补水和排气。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明可以利用氢能汽车内部的氢燃料电池的余热和独立的水暖PTC，通过整车不同工况下的热量控制对乘员舱进行供暖，从而提高驾驶员和乘员的驾驶和乘坐舒适性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的一种氢能汽车采暖系统结构图；

图2为本发明的车载控制单元控制逻辑示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

一种氢能汽车采暖系统，如图1所示，包括FCU散热器1，FCU燃料电池堆2，四通水阀3，水泵4，水暖PTC5，暖风芯体及风机总成6，第一水温传感器7，第二水温传感器8和膨胀水箱9；FCU散热器1、FCU燃料电池堆2、膨胀水箱9和第一水温传感器7依次连接组成燃料电池回路，水泵4、水暖PTC5、第二水温传感器8和暖风芯体及风机总成6依次连接组成暖风回路；四通水阀3将暖风回路与燃料电池回路隔开，四通水阀3具有a、b、c、d四个水口以调节冷却水的流量和方向，a、b水口连接到燃料电池回路的FCU散热器1和FCU燃料电池堆2之间，c水口连接到暖风回路的水泵4，d水口连接到暖风回路的暖风芯体及风机总成6。

第一水温传感器7和第二水温传感器8还连接到氢能汽车的车载控制单元，第一水温传感器7用于实时采集燃料电池回路的水温并反馈给车载控制单元，第二水温传感器8用于实时采集暖风回路的水温并反馈给车载控制单元。如图2所示，车载控制单元还与四通水阀3，水泵4，水暖PTC5和暖风芯体及风机总成6连接，以控制四通水阀3，水泵4，水暖PTC5和暖风芯体及风机总成6的工作状态。

FCU散热器1是热交换器，用于通过与周围空气的交换散掉系统的热量。

FCU燃料电池堆2是主要的发热单元和动力单元。

四通水阀3用于通过调节a、b、c、d四个水口，实现对水路的方向和流量的监测。

水泵4用于促使水路循环工作。

水暖PTC5用于通过转换电能，加热冷却液。

暖风芯体及风机总成6中风机通过暖风芯体将冷却液中的热量送到驾驶舱。

第一水温传感器7用于监测燃料电池回路的水温。

第二水温传感器8用于监测暖风回路的水温。

膨胀水箱9用于整个系统补水和排气。

本系统的工作情况具体包括：

a、冬季低温采暖工况：

FCU燃料电池堆2开始工作，在产生电量的同时产生热量，使得燃料电池回路的水温不断上升，第一水温传感器7采集燃料电池回路的水温并反馈给车载控制单元。第二水温传感器8采集暖风回路的水温并反馈给车载控制单元，当暖风回路的水温在-20℃～-10℃之间，车载控制单元控制水暖PTC5、水泵4开始工作，车载控制单元控制四通水阀3的a、b两口关闭，打开c、d两口，水在暖风回路中开始循环，水温升高后，通过第二水温传感器8监测当前暖风回路的水温达到50℃时，与第一水温传感器7采集的燃料电池回路的水温进行温度对比，当暖风回路的水温比燃料电池回路的水温高5℃时，车载控制单元控制水暖PTC5关闭，四通水阀3的a、b两口开启，四通水阀3的c、d两口保持开启，燃料电池回路的热水进入暖风回路，暖风及风机总成6依靠FCU燃料电池堆2产生的热量持续向驾驶舱供暖。

b、夏季高温工况：

FCU燃料电池堆2开始工作，在产生电量的同时产生热量，热量主要通过FCU散热器1进行散热，车载控制单元通过第一水温传感器7采集燃料电池回路的水温信息，当燃料电池回路的水温在60℃以上，车载控制单元控制四通水阀3的a、b、c、d四个口全打开，同时车载控制单元控制水泵4、水暖PTC5和暖风及风机总成6不工作，保证驾驶舱没有多余的热风进入，从而保证驾驶室的温度舒适。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。