燃料电池商用车的整车冷却系统技术方案

本发明专利技术属于燃料电池汽车技术领域，公开了一种燃料电池商用车的整车冷却系统，包括集中布置在机舱前端的燃料电池发动机冷却子系统和驱动电机冷却子系统，其中：燃料电池发动机冷却子系统包括左散热器、右散热器、左电动风扇、右电动风扇、第一电动水泵、PTC加热器、调温器和燃料电池发动机，驱动电机冷却子系统包括串联连接的中间电机散热器、第二电动水泵、电机控制器及DCDC控制器和驱动电机以及设置在中间电机散热器一侧的电机冷却风扇。本系统用两套独立的冷却子系统分别对燃料电池商用车的燃料电池发动机和动力电机、电机控制器及DCDC进行热管理；两套子系统独立控制，集中布置在机舱前端，更节能。更节能。更节能。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池商用车的整车冷却系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池汽车
，尤其涉及一种燃料电池商用车的整车冷却系统。

技术介绍

[0002]燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池堆、储能箱(氢瓶)、电机、动力蓄电池及控制系统等组成。燃料电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用变成电能，其能量转换效率可高达60％-70％。燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换率比内燃机要高2-3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池车是未来新能源车发展的趋势之一。
[0003]燃料电池发动机的理论效率很高，但实际由于燃料电池工作时极化现象的产生及电池内阻影响，燃料电池的实际效率在50％左右。也就是说燃料电池发动机通过冷却系统散出的热量几乎与对外输出功率相等。而且由于质子交换膜对温度的敏感性很高，因此燃料电池对冷却系统提出了很高的要求。
[0004]燃料电池发动机自身的运行温度在60℃-70℃之间，实际散热系统工作温度大致可以控制在60℃，必须依赖整车动力系统提供额外的冷却，因此热平衡问题是热管理开发方面的难题。
[0005]燃料电池商用车主要分为三种工况：1)纯电模式、2)燃料电池、动力电池混合模式、3)减速、制动模式。其中，纯电模式在启动、怠速及小负荷工况下，燃料电池汽车以纯电动动力运行，燃料电池发动机不参与驱动，不需要冷却，电机运行输出动能，控制器运行，电机及控制器需要进行冷却。混合模式匀速、大负荷、加速、爬坡运行时，燃料电池发动机与电机都有动力输出，燃料电池发动机、电机及控制器均需要冷却。
[0006]但是，现有的燃料电池商用车并没有针对上述三种工况设计整车冷却方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池商用车的整车冷却系统，以解决现有的燃料电池商用车并没有针对上述三种工况设计整车冷却方案的问题。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种燃料电池商用车的整车冷却系统，包括集中布置在机舱前端的燃料电池发动机冷却子系统和驱动电机冷却子系统，其中：
[0010]所述燃料电池发动机冷却子系统包括左散热器、右散热器、左电动风扇、右电动风扇、电动水泵、PTC加热器、调温器和燃料电池发动机，所述调温器、所述燃料电池发动机、所述电动水泵依次串联，所述左散热器和所述右散热器的入口端并联连接所述电动水泵，所述左散热器和所述右散热器的出口端并联连接所述调温器，所述左电动风扇设置在所述左散热器的一侧，所述右电动风扇设置在所述右散热器的一侧，所述电动水泵的出水端和所述调温器之间设有所述PTC加热器；和
[0011]所述驱动电机冷却子系统包括串联连接的中间电机散热器、电动水泵、电机控制器及DCDC控制器和驱动电机以及设置在所述中间电机散热器一侧的电机冷却风扇。
[0012]作为优选，所述燃料电池发动机的冷却液入口温度为Tf，所述燃料电池发动机的运行温度适宜冷却液温度为Tf1～Tf2；
[0013]当Tf＜Tf1时，所述左散热器和所述右散热器关闭，所述电动水泵、所述PTC加热器、所述调温器和所述燃料电池发动机连通形成回路，其中，所述PTC加热器开启加热。
[0014]作为优选，当Tf1＜Tf＜Tf2时，所述左散热器和所述右散热器关闭，所述冷却液流经电动水泵、所述PTC加热器、所述调温器和所述燃料电池发动机连通形成回路，其中，所述PTC加热器关闭加热。
[0015]作为优选，当Tf＞Tf2时，所述左散热器、所述右散热器、所述电动水泵、所述调温器和所述燃料电池发动机连通形成回路，且所述左电动风扇和所述右电动风扇均开启。
[0016]作为优选，所述燃料电池发动机冷却子系统还包括去离子膨胀箱，所述去离子膨胀箱设置在所述电动水泵的入口端。
[0017]作为优选，所述燃料电池发动机冷却子系统还包括杂质过滤器，所述杂质过滤器设置在所述调温器和所述燃料电池发动机之间。
[0018]作为优选，所述燃料电池商用车设有电机，所述电机的温度设为Te，所述电机控制器及DCDC控制器的温度设为Tc；
[0019]当Te＞Te0或者Tc＞Tc0时，所述电动水泵启动，所述中间电机散热器、所述电动水泵、所述电机控制器及DCDC控制器和所述驱动电机(连通形成回路，其中Te0、Tc0分别为需要所述电动水泵启动时的所述电机的温度和所述电机控制器及DCDC控制器的温度。
[0020]作为优选，当Te1＜Te＜Te2或Tc1＜Tc＜Tc2时，所述电机冷却风扇启动以强制对流换热，所述电机冷却风扇可无极调速，其中Te1、Tc1分别为需要所述电动风扇启动时的所述电机的温度和所述电机控制器及DCDC控制器的温度，Te2、Tc2分别为需要所述电动风扇全速运转时的所述电机控制器及DCDC控制器温度。
[0021]作为优选，当Te≥Te2或Tc≥Tc2时，所述电机冷却风扇全速运行。
[0022]作为优选，所述驱动电机冷却子系统还包括膨胀箱，所述膨胀箱连通至所述中间电机散热器和所述电动水泵之间。
[0023]本专利技术的有益效果：燃料电池商用车的整车冷却系统用两套独立的冷却子系统分别对燃料电池商用车的燃料电池发动机和动力电机、电机控制器及DCDC进行热管理；两套子系统独立控制，集中布置在机舱前端，各子系统按需控制更节能，模型及控制原理清晰，结构简单紧凑，运行可靠。
附图说明
[0024]图1是本专利技术燃料电池商用车的整车冷却系统的示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例中当Tf＜Tf1时，燃料电池发动机冷却子系统的实际工作示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例中当Tf＞Tf2时，燃料电池发动机冷却子系统的实际工作示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例中驱动电机冷却子系统的示意图。
[0028]图中：
[0029]1-燃料电池发动机冷却子系统；11-左散热器；12-右散热器；13-左电动风扇；14-右电动风扇；15-第一电动水泵；16-PTC加热器；17-去离子膨胀箱；18-调温器；19-杂质过滤器；20-燃料电池发动机；
[0030]2-驱动电机冷却子系统；21-中间电机散热器；22-电机冷却风扇；23-第二电动水泵；24-膨胀箱；25-电机控制器及DCDC控制器；26-驱动电机。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0032]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池商用车的整车冷却系统，其特征在于，包括集中布置在机舱前端的燃料电池发动机冷却子系统(1)和驱动电机冷却子系统(2)，其中：所述燃料电池发动机冷却子系统(1)包括左散热器(11)、右散热器(12)、左电动风扇(13)、右电动风扇(14)、第一电动水泵(15)、PTC加热器(16)、调温器(18)和燃料电池发动机(20)，所述调温器(18)、所述燃料电池发动机(20)、所述第一电动水泵(15)依次串联，所述左散热器(11)和所述右散热器(12)的入口端并联连接所述第一电动水泵(15)，所述左散热器(11)和所述右散热器(12)的出口端并联连接所述调温器(18)，所述左电动风扇(13)设置在所述左散热器(11)的一侧，所述右电动风扇(14)设置在所述右散热器(12)的一侧，所述第一电动水泵(15)的出水端和所述调温器(18)之间设有所述PTC加热器(16)；和所述驱动电机冷却子系统(2)包括串联连接的中间电机散热器(21)、第二电动水泵(23)、电机控制器及DCDC控制器(25)和驱动电机(26)以及设置在所述中间电机散热器(21)一侧的电机冷却风扇(22)。2.根据权利要求1所述的燃料电池商用车的整车冷却系统，其特征在于，所述燃料电池发动机(20)的冷却液入口温度为Tf，所述燃料电池发动机(20)的运行温度适宜冷却液温度为Tf1～Tf2；当Tf＜Tf1时，所述左散热器(11)和所述右散热器(12)关闭，所述冷却液流经第一电动水泵(15)、所述PTC加热器(16)、所述调温器(18)和所述燃料电池发动机(20)连通形成回路，其中，所述PTC加热器(16)开启加热。3.根据权利要求2所述的燃料电池商用车的整车冷却系统，其特征在于，当Tf1＜Tf＜Tf2时，所述左散热器(11)和所述右散热器(12)关闭，所述第一电动水泵(15)、所述PTC加热器(16)、所述调温器(18)和所述燃料电池发动机(20)连通形成回路，其中，所述PTC加热器(16)关闭加热。4.根据权利要求2所述的燃料电池商用车的整车冷却系统，其特征在于，当Tf＞Tf2时，所述左散热器(11)、所述右散热器(12)、所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘泽霖，王亚娟，薛建帅，邱鹏程，魏泽鑫，王宏志，于小峰，赵文畅，郜亮，于涛衡，王阔，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：