燃料电池车辆的热管理系统及其供暖方法、燃料电池车辆技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池车辆领域，具体涉及一种燃料电池车辆的热管理系统及其供暖方法、燃料电池车辆，所述热管理系统包括冷却水路及采暖水路，所述冷却水路与所述采暖水路通过换热器交换热量；所述冷却水路与燃料电池电堆相连通，所述采暖水路内设置有与所述换热器并联的散热器，所述散热器与热交换器并联。利用燃料电池工作时散发的热量传递至采暖系统的热交换器，实现对车舱内空气的加热和除霜等，优化了燃料电池车辆的热管理系统构型，提高燃料电池车辆的热管理水平，降低氢耗；而且，将冷却系统中的散热器设置在采暖水路，由于采暖管路无需考虑电绝缘、耐腐蚀和离子析出等因素，故降低了散热器等零部件的选型标准，降低了制造和保养成本。保养成本。保养成本。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车辆的热管理系统及其供暖方法、燃料电池车辆


[0001]本专利技术涉及燃料电池车辆领域，具体涉及一种燃料电池车辆的热管理系统及其供暖方法、燃料电池车辆。

技术介绍

[0002]在新能源汽车中，燃料电池系统具有无污染、加氢时间短、续驶里程长、环境适应性强等优点，具有广阔的应用场景。但与传统的以内燃机作为动力的汽车相比，燃料电池汽车在热管理方面面临挑战。
[0003]现有技术中，一般采用余热利用方案，基于燃料电池工作温度高、散热量大的特点，为车辆的采暖系统提供热源，降低车辆的整体能耗水平，从而解决低温下燃料电池车辆的采暖问题；但目前采用的普遍技术方案均将车辆的采暖系统和燃料电池的冷却系统分开设计，耦合性低，效果不好，故存在进一步优化的空间；另外，由于燃料电池冷却系统对电绝缘、耐腐蚀和离子析出的要求较高，故冷却系统中散热器等零部件的材料选型、制造和保养成本较高。
[0004]公开号为CN109980246A的专利技术专利公开了一种燃料电池汽车热管理系统，其技术方案为在冷却系统回路放置换热器，与原有的冷却循环回路形成串联；公开号为CN109249775A的专利技术专利公开了一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法，其方案为将换热器与冷却循环回路并联，均可以利用冷却系统的热量为整车客舱及除霜器等供暖，降低整车的能耗水平。但由于燃料电池系统的冷却回路对电绝缘、耐腐蚀和离子析出的要求较高，而车辆的采暖回路对电绝缘要求较低，并且基本不存在耐腐蚀和离子析出等的要求。公开号为CN109980246A与公开号为CN109249775A公开的技术方案中散热器均设置在燃料电池的冷却回路中，导致其的材料、制造和保养成本较高。
[0005]公开号为CN110676483A的专利技术专利公开了一种燃料电池的冷却系统，其技术方案为利用热交换器将燃料电池冷却回路与散热器冷却回路隔离，实现了降低对散热器的电绝缘的性能要求；但该技术方案未考虑到散热器回路与整车暖风系统的综合应用和系统设计；且实际应用中，燃料电池冷启动时，冷却回路很难满足热容的要求。
[0006]因此，现有技术至少存在以下不足：
[0007]1、燃料电池的冷却系统和车辆的采暖系统均为独立系统，控制复杂度高，难以实现全局的最优化控制，导致车辆整体的能耗水平降低有限，整车综合热管理的系统设计和能耗水平有较大优化的空间；；
[0008]2、冷却回路中散热器的材料、制造和保养成本较高，去离子罐的保养更换频率高，保养成本高。

技术实现思路

[0009]鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本专利技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种燃料电池车辆的热管理系统及其供暖方法、燃料电池车
辆，提高了燃料电池车辆的热管理水平，降低氢耗；并降低了燃料电池车辆对散热器等零部件的选型标准，从而降低了制造及保养成本。
[0010]作为本专利技术实施例的一个方面，提供了一种燃料电池车辆的热管理系统，所述热管理系统包括冷却水路及采暖水路，所述冷却水路与所述采暖水路通过换热器交换热量；所述冷却水路与燃料电池电堆相连通，所述采暖水路内设置有与所述换热器并联的散热器，所述散热器与热交换器并联。
[0011]进一步地，所述冷却水路包括第一冷却水路及第二冷却水路，所述换热器设置在所述第一冷却水路，第一冷却水路与第二冷却水路并联，所述第一冷却水路与第二冷却水路之间设置控制阀。
[0012]进一步地，所述冷却水路中还包括第三冷却水路，所述第三冷却水路与第一冷却水路和/或第二冷却水路并联，所述第三冷却水路上设置有去离子罐。
[0013]进一步地，所述采暖水路包括第一采暖水路及第二采暖水路，所述散热器设置在所述第一采暖水路，所述热交换器设置在所述第二采暖水路，所述第一采暖水路与所述第二采暖水路之间设置有控制阀。
[0014]进一步地，在第二采暖水路中还设置有加热装置，所述加热装置与热交换器串联。
[0015]进一步地，所述冷却水路内循环的液体为包括离子水和乙二醇的冷却液，所述采暖水路内循环的液体为车用冷冻剂。
[0016]进一步地，所述冷却水路中设置有第一水泵，所述采暖水路中设置有第二水泵，所述第一水泵与所述第二水泵分别与换热器串联。
[0017]进一步地，所述采暖水路还包括水箱，所述水箱通过管路与换热器的入口连接。
[0018]作为本专利技术实施例的再一方面，提供了一种燃料电池车辆，包括如上任意实施例所述的燃料电池车辆的热管理系统。
[0019]作为本专利技术实施例的又一方面，提供了一种上述任一实施例中的燃料电池车辆的热管理系统的供暖方法，所述供暖方法包括：
[0020]燃料电池系统冷启动时，关闭冷却水路中包括换热器的第一冷却水路，开启冷却水路中与所述第一冷却水路并联的第二冷却水路；
[0021]燃料电池系统正常工作后，关闭第二冷却水路，开启第一冷却水路；第一冷却水路将燃料电池电堆工作时产生的热量传递给换热器，换热器通过采暖水路端的散热器将多余热量散出；
[0022]当启动采暖系统时，关闭包括散热器的采暖水路，开启包括热交换器的采暖水路，通过热交换器对车舱内空气进行加热。
[0023]本专利技术实施例至少实现了如下技术效果：
[0024]本专利技术实施例通过换热器实现燃料电池冷却系统的冷却水路与采暖系统的采暖水路的热量交换，利用燃料电池工作时散发的热量传递至采暖系统的热交换器，实现对车舱内空气的加热和除霜等，优化了燃料电池车辆的热管理系统构型，提高燃料电池车辆的热管理水平，降低氢耗；而且，本实施例的技术方案将散热器设置在采暖水路，由于采暖管路无需考虑电绝缘、耐腐蚀和离子析出等因素，故降低了散热器等零部件的选型标准，降低了制造和保养成本。
[0025]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。
[0026]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0028]图1为本专利技术一实施例的燃料电池车辆的热管理系统示意图。
[0029]附图说明：1、冷却水路；2、采暖水路；3、换热器；4、燃料电池电堆；5、散热器；6、热交换器；7、控制阀；8、去离子罐；9、加热装置；10、第一水泵；11、第二水泵；12、水箱；1a、第一冷却水路；1b、第二冷却水路；1c、第三冷却水路；2a、第一采暖水路；2b、第二采暖水路。
具体实施方式
[0030]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0031]附图和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车辆的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括冷却水路及采暖水路，所述冷却水路与所述采暖水路通过换热器交换热量；所述冷却水路与燃料电池电堆相连通，所述采暖水路内设置有与所述换热器并联的散热器，所述散热器与热交换器并联。2.如权利要求1所述的燃料电池车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷却水路包括第一冷却水路及第二冷却水路，所述换热器设置在所述第一冷却水路，第一冷却水路与第二冷却水路并联，所述第一冷却水路与第二冷却水路之间设置控制阀。3.如权利要求2所述的燃料电池车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷却水路中还包括第三冷却水路，所述第三冷却水路与第一冷却水路和/或第二冷却水路并联，所述第三冷却水路上设置有去离子罐。4.如权利要求1所述的燃料电池车辆的热管理系统，其特征在于，所述采暖水路包括第一采暖水路及第二采暖水路，所述散热器设置在所述第一采暖水路，所述热交换器设置在所述第二采暖水路，所述第一采暖水路与所述第二采暖水路之间设置有控制阀。5.如权利要求4所述的燃料电池车辆的热管理系统，其特征在于，在第二采暖水路中还设置有加热装置，所述加热装置与热交换器串联。6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴旺，张国强，盛有冬，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：