一种燃料电池冷启动总成、车辆及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池冷启动总成及控制方法，涉及车辆领域。本发明专利技术中包括由水泵、节温器的入口、节温器的第一出口、PTC加热装置、控制器和电机依次连接形成的第一循环回路，并且还包括燃料电池箱，其一端与PTC加热装置连接，另一端与水泵连接。其中，水泵、节温器的入口、节温器的第一出口、PTC加热装置和燃料电池箱依次连接形成第二循环回路，冷却液可在第一循环回路和第二循环回路中循环流动，以提高燃料电池箱的温度。本发明专利技术利用电机和控制器产生的余热对燃料电池冷启动总成中的冷却液进行加热，通过冷却液直接进行热量传递，从而辅助燃料电池在低温环境下快速启动。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池冷启动总成、车辆及控制方法
本专利技术涉及车辆领域，特别是涉及一种燃料电池冷启动总成、车辆及控制方法。
技术介绍
燃料电池系统是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置，内部集成燃料电池系统所需的辅助零部件。现有技术中，燃料电池系统在低温情况下不能实现快速启动，难以满足人们在日常生活中对燃料电池增程式汽车快速充电的使用需求。因燃料电池的特点，在燃料电池低温冷启动前，为防止燃料电池损坏，需要PTC加热器持续运行将燃料电池热管理系统内冷却液温度加热至零度以上，之后燃料电池再进行启动。因此，PTC加热器的功率就决定了燃料电池冷启动的时间，考虑空间布置和安全等问题，PTC加热器的功率不能无限增大。因此，燃料电池增程式汽车冷启动问题成为制约燃料电池发展的瓶颈。现有的燃料电池增程式汽车中，燃料电池热管理系统和电机热管理系统是独立运行的。燃料电池热管理系统和电机热管理系统中均设有水泵和散热器。燃料电池热管理系统和电机热管理系统相互独立运行，各自的余热通过散热器散发到空气中，造成能量的浪费，并且系统结构复杂等问题。
技术实现思路
本专利技术第一方面的目的是要提供一种燃料电池冷启动总成，解决现有技术中不能利用驱动电机的余热快速地给燃料电池加热的问题。本专利技术第一方面的进一步目的是简化整车热管理系统。本专利技术第二方面的目的是要提供一种车辆。本专利技术第三方面的目的是要提供一种应用于燃料电池冷启动总成的控制方法。根据本专利技术第一方面的目的，本专利技术提供了一种燃料电池冷启动总成，包括水泵、节温器、PTC加热装置、控制器、电机和燃料电池箱；其中，所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置、所述控制器和所述电机依次连接，所述电机和所述水泵相连，以形成供冷却液流动的第一循环回路；所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置和所述燃料电池箱依次连接，所述燃料电池箱和所述水泵相连，以形成供所述冷却液流动的第二循环回路。可选地，还包括：散热器，其一端与所述节温器的第二出口连接，另一端与所述控制器连接；所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第二出口、所述散热器、所述控制器和所述电机依次连接，所述电机与所述水泵相连，以形成供所述冷却液流动的第三循环回路。可选地，所述散热器与所述控制器连接的一端还与所述燃料电池箱连接；所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第二出口、所述散热器和所述燃料电池箱依次连接，所述燃料电池箱与所述水泵连接，以形成供所述冷却液流动的第四循环回路。可选地，还包括：电磁阀，与所述控制器相连，设置在所述PTC加热装置和所述燃料电池箱之间，用于在受控下导通或断开所述第二循环回路。可选地，还包括：温度传感器，与所述控制器连接，且设置在邻近所述燃料电池箱处，用于检测所述冷却液的温度。可选地，还包括：离子吸附装置，设置在所述电机和所述水泵之间，用于吸附所述冷却液中的离子。可选地，还包括：水箱，具有与所述水泵连接的第一端以及与所述散热器连接的第二端。根据本专利技术第二方面的目的，本专利技术还提供了一种车辆，其安装有上述的燃料电池冷启动总成。根据本专利技术第三方面的目的，本专利技术还提供了一种应用于上述的燃料电池冷启动总成的控制方法，其特征在于，包括：接收开启所述燃料电池箱的触发指令；获取所述燃料电池冷启动总成中冷却液的温度；循环地判断所述冷却液的温度是否小于第一预设阈值温度；若是，则控制所述水泵驱动所述冷却液在所述第一循环回路和所述第二循环回路中循环流动，以提高所述燃料电池箱的温度；若否，则启动所述燃料电池箱。可选地，启动所述燃料电池箱之后，还包括：判断所述冷却液的温度是否不小于第二预设阈值温度，其中，所述第二预设阈值温度大于所述第一预设阈值温度；若是，则控制所述水泵驱动所述冷却液在所述第三循环回路和所述第四循环回路中循环流动。本专利技术包括水泵、节温器、PTC加热装置、控制器、电机和燃料电池箱。其中，水泵、节温器的入口、节温器的第一出口、PTC加热装置、控制器和电机依次连接，电机和水泵相连，以形成供冷却液流动的第一循环回路。水泵、节温器的入口、节温器的第一出口、PTC加热装置和燃料电池箱依次连接，燃料电池箱和水泵相连，以形成供冷却液流动的第二循环回路。本专利技术将现有技术中燃料电池热管理系统和电机热管理系统进行了整合，利用电机和控制器产生的余热对燃料电池冷启动总成中的冷却液进行加热，从而辅助燃料电池箱在低温环境下快速启动。另外，电机和燃料电池箱两者使用同一个水泵，通过冷却液直接进行热量传递，避免了能量损失，可以快速地提高燃料电池箱的温度。本专利技术中散热器的一端与节温器的第二出口连接，另一端与控制器连接，水泵、节温器的入口、节温器的第二出口、散热器、控制器和电机依次连接，电机与水泵相连，以形成供冷却液流动的第三循环回路。散热器与控制器连接的一端还与燃料电池箱连接，水泵、节温器的入口、节温器的第二出口、散热器和燃料电池箱依次连接，燃料电池箱与水泵连接，以形成供冷却液流动的第四循环回路。本专利技术中电机和燃料电池箱共用一个散热器，大大地简化了整车热管理系统的结构，减少了零部件的数量，便于整车热管理系统的布置。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的燃料电池冷启动总成的示意性结构图；图2是根据本专利技术另一个实施例的燃料电池冷启动总成的示意性结构图；图3是根据本专利技术一个实施例的燃料电池冷启动控制方法的示意性流程图；图4是根据本专利技术另一个实施例的燃料电池冷启动控制方法的示意性流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。图1是根据本专利技术一个实施例的燃料电池冷启动总成100的示意性结构图，其中，图中的箭头方向表示第一循环回路和第二循环回路的流向。如图1所示，在一个具体地实施例中，燃料电池冷启动总成100一般性地可包括水泵1、节温器2、PTC加热装置3、控制器4、电机5和燃料电池箱6。其中，水泵1、节温器2的入口、节温器2的第一出口、PTC加热装置3、控制器4和电机5依次连接，电机5和水泵1相连，以形成供冷却液流动的第一循环回路。水泵1、节温器2的入口、节温器2的第一出口、PTC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池冷启动总成，其特征在于，包括水泵、节温器、PTC加热装置、控制器、电机和燃料电池箱；其中，/n所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置、所述控制器和所述电机依次连接，所述电机和所述水泵相连，以形成供冷却液流动的第一循环回路；/n所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置和所述燃料电池箱依次连接，所述燃料电池箱和所述水泵相连，以形成供所述冷却液流动的第二循环回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池冷启动总成，其特征在于，包括水泵、节温器、PTC加热装置、控制器、电机和燃料电池箱；其中，
所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置、所述控制器和所述电机依次连接，所述电机和所述水泵相连，以形成供冷却液流动的第一循环回路；
所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第一出口、所述PTC加热装置和所述燃料电池箱依次连接，所述燃料电池箱和所述水泵相连，以形成供所述冷却液流动的第二循环回路。


2.根据权利要求1所述的燃料电池冷启动总成，其特征在于，还包括：
散热器，其一端与所述节温器的第二出口连接，另一端与所述控制器连接；
所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第二出口、所述散热器、所述控制器和所述电机依次连接，所述电机与所述水泵相连，以形成供所述冷却液流动的第三循环回路。


3.根据权利要求2所述的燃料电池冷启动总成，其特征在于，
所述散热器与所述控制器连接的一端还与所述燃料电池箱连接；
所述水泵、所述节温器的入口、所述节温器的第二出口、所述散热器和所述燃料电池箱依次连接，所述燃料电池箱与所述水泵连接，以形成供所述冷却液流动的第四循环回路。


4.根据权利要求1所述的燃料电池冷启动总成，其特征在于，还包括：
电磁阀，与所述控制器相连，设置在所述PTC加热装置和所述燃料电池箱之间，用于在受控下导通或断开所述第二循环回路。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭田利，马帅营，马烨，章帅，王经民，王友元，
申请(专利权)人：浙江吉利新能源商用车集团有限公司，山西吉利新能源商用车有限公司，吉利四川商用车有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33