一种燃料电池汽车综合热管理方法技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池汽车综合热管理方法。燃料电池汽车包括燃料电池回路、动力电池回路、供暖供冷回路、多功能热交换回路，其中供暖供冷回路和多功能热交换回路相互连通可以根据需求进行切换。综合热管理方法根据检测环境温度、车舱温度、燃料电池和动力电池温度，判断热管理系统进行工作模式的切换；能对车舱进行供冷供热，能保证燃料电池低温快速启动，能让燃料电池和动力电池工作产生的热量快速散出，达到了能源高效利用和提高燃料电池、动力电池工作效率的目的。动力电池工作效率的目的。动力电池工作效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车综合热管理方法


[0001]本专利技术涉及新能源燃料汽车
，具体是一种燃料电池汽车综合热管理方法。

技术介绍

[0002]与传统内燃机汽车相比散热效率需要提高。一般而言，在相同的车辆运行条件下，氢燃料电池的散热量比传统燃油发动机大10%
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20%左右，但燃料电池系统的运行温度较低，与环境的温差较小，这导致了燃料电池对散热要求相比传统车高了很多。除了增加散热面积外、合理的进气格栅设计、提高电堆效率、优化散热器结构，更优的热管理系统将有助于解决散热困难的问题。
[0003]为了解决燃料电池汽车的热管理问题，现有的技术中，一些专利仅考虑燃料电池或动力电池设备的散热，没有考虑到低温下燃料电池汽车的启动问题。另一些专利考虑了燃料电池的冷启动工况，未能燃料电池工作产生的预热进行充分利用。
[0004]因此更好的热管理系统有助于提高燃料电池系统的使用寿命，同时更合理的热量综合利用有利于系统的节能减排，使得燃料电池汽车性能更佳。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池汽车综合热管理方法，实现燃料电池、动力电池散热的同时充分利用余热，并且满足了动力电池的保温需求，也保证了燃料电池在低温条件下快速启动，提供汽车工作效率和能源利用率。
[0006]为此，本专利技术采用以下技术方案：一种燃料电池汽车综合热管理方法，燃料电池汽车包括燃料电池回路、动力电池回路、供暖供冷回路、多功能热交换回路；综合热管理方法包括以下步骤：S1，检测动力电池温度T1；S2，当前检测到动力电池温度T1≥动力电池启动的最低温度时，燃料电池汽车进入正常启动模式，否则，燃料电池汽车进入S3低温启动模式；S3，所述低温启动模式，汽车控制系统发送命令，动力电池外箱体内置的微元加热模块进行工作，将动力电池加热，直到动力电池温度T1大于动力电池最低的启动温度，然后燃料电池汽车正常启动；S4，检测燃料电池温度T2；S5，当燃料电池温度T2处于燃料电池的最佳工作温度区间时，进入正常工作模式，否则，进入步骤S6进行燃料电池的冷启动或冷却降温；S6，所述的进行燃料电池的冷启动或冷却降温过程包括：当燃料电池温度T2小于燃料电池的最佳工作温度区间的最低温度时，启动燃料电池冷启动工作循环过程，对燃料电池进行补热，直到燃料电池温度T2大于最佳工作温度区间的最低温度；
当燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度时，启动燃料电池冷却工作循环过程，对燃料电池进行降温，直到燃料电池温度T2小于最佳工作温度区间的最高温度；S7，检测车舱内环境温度T3；S8，当车舱内环境温度T3处于车舱的最佳舒适温度区间时，直接进入正常工作模式，否则，进入步骤S9进行舱内供暖或供冷；S9，所述的进行舱内供暖或供冷过程包括：当车舱内环境温度T3小于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度时，启动车内供暖工作循环过程，对车舱进行升温，直到车舱内环境温度T3大于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度；当车舱内环境温度T3大于车舱内最佳舒适温度区间的最高温度时，启动车内供冷工作循环过程，对车舱进行降温，直到车舱内环境温度T3小于舱内最佳舒适温度区间的最高温度；正常工作模式下，动力电池温度T1处于动力电池最佳工作温度区间，燃料电池温度T2处于燃料电池最佳工作温度区间，检测车舱内环境温度T3处于车舱的最佳舒适温度区间。
[0007]动力电池最佳工作温度区间由动力电池本身物性决定；燃料电池最佳工作温度区间由燃料电池本身物性、燃料化学反应决定；车舱的最佳舒适温度区间由乘客根据自身需求设定。
[0008]进一步地，当所述动力电池温度T1处于动力电池最佳工作温度区间，所述燃料电池温度T2小于燃料电池的最佳工作温度区间的最低温度，若车舱内环境温度T3小于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度，进行燃料电池快速冷启动工作过程，对燃料电池补热和车内供暖；若车舱内环境温度T3处于车舱内最佳舒适温度区间，则进行冷启动工作过程只对燃料电池补热。
[0009]进一步地，当所述动力电池温度T1大于动力电池最佳工作温度区间的最高温度，所述燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度，车舱内环境温度T3处于车舱内最佳舒适温度区间，同时，检测工质温度满足膨胀机做功要求，进入余热利用工作过程，生产电能，储存利用。
[0010]进一步地，当所述动力电池温度T1大于动力电池最佳工作温度区间的最高温度，所述燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度，车舱内环境温度T3大于车舱内最佳舒适温度区间的最高温度，进行车内、动力电池、燃料电池联合供冷工作过程；当所述动力电池温度T1大于动力电池最佳工作温度区间的最高温度，所述燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度，车舱内环境温度T3处于车舱内最佳舒适温度区间，同时，检测工质温度不满足膨胀机做功要求，进行动力电池、燃料电池散热工作过程。
[0011]进一步地，当所述动力电池温度T1大于动力电池最佳工作温度区间的最高温度，所述燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度，车舱内环境温度T3小于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度，进行车内供暖工作过程。
[0012]进一步地，所述燃料电池回路、动力电池回路、供暖供冷回路、多功能热交换回路设备进出口管路都设有温度、压力监测装置，反馈工质状态，辅助进行控制；所述动力电池为燃料电池汽车热管理工作过程提供电能。
[0013]本专利技术具有以下优点：本专利技术实现了燃料电池工作散热、低温快速启动，同时，也能实现汽车舱内供暖、供冷，将燃料电池、动力电池、汽车空调系统融合到一起。通过监测温度车舱、燃料电池、动力电池温度变化，实现了系统多回路联动管理，以更低的能耗实现快速启动，同时，最大程度保证汽车处于最佳工况运行，提高了汽车续航能力，提高了能源利用率。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0015]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得涵盖的范围内。
[0016]图1为本专利技术一种燃料电池汽车综合热管理方法工作原理结构示意图。
[0017]图2为本专利技术一种燃料电池汽车综合热管理方法的快速启动工作过程示意图。
[0018]图3为本专利技术一种燃料电池汽车综合热管理方法的供暖工作过程示意图。
[0019]图4为本专利技术一种燃料电池汽车综合热管理方法的余热利用工作过程示意图。
[0020]图5为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车综合热管理方法，其特征在于，所述燃料电池汽车包括燃料电池回路、动力电池回路、供暖供冷回路、多功能热交换回路；综合热管理方法包括以下步骤：S1，检测动力电池温度T1；S2，当前检测到动力电池温度T1≥动力电池启动的最低温度时，燃料电池汽车进入正常启动模式，否则，燃料电池汽车进入S3低温启动模式；S3，所述低温启动模式，汽车控制系统发送命令，动力电池外箱体内置的微元加热模块进行工作，将动力电池加热，直到动力电池温度T1大于动力电池最低的启动温度，然后燃料电池汽车正常启动；S4，检测燃料电池温度T2；S5，当燃料电池温度T2处于燃料电池的最佳工作温度区间时，进入正常工作模式，否则，进入步骤S6进行燃料电池的冷启动或冷却降温；S6，所述的进行燃料电池的冷启动或冷却降温过程包括：当燃料电池温度T2小于燃料电池的最佳工作温度区间的最低温度时，启动燃料电池冷启动工作循环过程，对燃料电池进行补热，直到燃料电池温度T2大于最佳工作温度区间的最低温度；当燃料电池温度T2大于燃料电池的最佳工作温度区间的最高温度时，启动燃料电池冷却工作循环过程，对燃料电池进行降温，直到燃料电池温度T2小于最佳工作温度区间的最高温度；S7，检测车舱内环境温度T3；S8，当车舱内环境温度T3处于车舱的最佳舒适温度区间时，直接进入正常工作模式，否则，进入步骤S9进行舱内供暖或供冷；S9，所述的进行舱内供暖或供冷过程包括：当车舱内环境温度T3小于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度时，启动车内供暖工作循环过程，对车舱进行升温，直到车舱内环境温度T3大于车舱内最佳舒适温度区间的最低温度；当车舱内环境温度T3大于车舱内最佳舒适温度区间的最高温度时，启动车内供冷工作循环过程，对车舱进行降温，直到车舱内环境温度T3小于舱内最佳舒适温度区间的最高温度；所述正常工作模式，动力电池温度T1处于动力电池最佳工作温度区间，燃料电池温度T2处于燃料电池最佳工作温度区间，检测车舱内环境温度T3处于车舱的最佳舒适温度区间。2.根据权利要求1所述一种燃料电池汽车综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡超群，石秀勇，温迪，
申请(专利权)人：南昌智能新能源汽车研究院，
类型：发明
国别省市：