【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车，具体涉及一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置及方法。
技术介绍
1、随着氢燃料电池汽车技术的快速发展，其高效、环保的特点备受关注。然而，在实际应用中，尤其是在低温环境下运行时，燃料电池电堆对进气空气温度有严格的要求，通常需要高于某一阈值(如5℃)才能保证燃料电池系统的稳定工作和高效发电。现有的燃料电池汽车在寒冷天气条件下启动或运行过程中，由于外部冷空气直接进入燃料电池电堆，可能导致电堆效率降低，甚至出现冻结现象，严重影响车辆性能及使用寿命。
2、现有技术存在的问题：传统的热管理系统往往缺乏精准的温度控制机制，无法根据环境温度变化以及电堆的实际需求快速做出响应，以保持空气预处理部分的恒定有效温度。此外，未充分利用燃料电池系统产生的废热进行空气加热，不仅造成能源浪费，也未能充分解决低环境温度下的热管理难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置及方法，采用了节能的加热保温方式，通过精确的加热控制手段和成本较低的设备实现对燃料电池汽车各个部件的加热保温，从而提高了燃料电池汽车的能效和性能，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，包括燃料电池电堆空气进气路、电磁阀、内部空气管路、加热阀、加热器和温度传感器，所述燃料电池电堆空气进气路中设置有电磁阀，用于在汽车停止运行时切断外部空气供应；所述内部空气管路上安装有加热阀及与其相连
3、所述加热阀控制内部空气管路的加热过程以确保进入燃料电池电堆的空气温度高于5℃；所述加热阀通过温度传感器进行电子控制，实现对内部空气温度的精准调节；所述温度传感器分别位于燃料电池电堆空气进气路处，实时监测空气温度并根据数据自动调整加热器功率输出；
4、所述电磁阀、加热阀与温度传感器通过电子控制系统形成闭环控制回路，依据环境温度及空气温度动态调节空气管路的阀门开关状态和加热器工作模式。
5、优选的，所述电磁阀中包括温度感应模块，当检测到外部环境温度低于预设阈值时，温度感应模块将信号发送至电子控制系统，使得电磁阀自动关闭，防止冷空气进入内部空气管路，并联动加热阀和加热器工作状态，仅在低温环境下对内部空气进行加热保温操作。
6、优选的，所述加热器包括微处理器控制模块和信号接收模块，所述微处理器控制模块和信号接收模块连接温度传感器，用于获取燃料电池电堆入口和出口处的空气温度数据；
7、所述微处理器控制模块用于分析温度数据并输出控制指令，所述微处理器控制模块上连接有执行器，所述执行器依据指令调整加热器的工作状态。
8、优选的，所述加热器包括能量回收装置，所述能量回收装置包括：废热回收器，其通过导热介质与燃料电池堆相连，并将收集到的废热传递至热量交换器；
9、所述废热回收器通过循环泵驱动导热介质流动，所述热量交换器集成于内部空气管路中紧邻的加热阀位置，使冷空气流经时通过热交换作用利用废热预热；
10、所述能量回收装置还包括监控系统，用于监控废热回收器的工作状态及热量交换效率，调节循环泵工作频率以及与加热器的协同工作模式，确保空气温度满足高于5℃要求。
11、优选的，所述温度传感器采用多点分布式布局方式：在燃料电池电堆空气进气路的进气口、出气口及内部空气管路的位置设置多个温度传感器节点，每个节点均具备信号转换和传输功能，实时采集并测量所在位置的空气温度；各温度传感器与电子控制系统相连接。
12、优选的，还包括：控制器模块，所述控制器模块包括微处理器、存储器及多个输入输出接口；所述控制器模块通过输入输出接口与温度传感器、电磁阀、加热阀及加热器电性连接；
13、所述温度传感器将实时空气温度数据传输至控制器模块的输入端口，通过微处理器计算加热功率需求及阀门开闭状态，并通过输出端口向电磁阀和加热阀发出指令信号。
14、优选的，还包括：加热器的过热保护机制，加热器的过热保护机制集成在加热器内部，包括温度检测元件、信号处理器和执行器；
15、所述温度检测元件实时监测空气管路内的实际温度，一旦超过预设安全阈值，则向控制器模块发送过热信号，所述控制器模块接收到信号后，调整加热器供电或工作状态。
16、优选的，还包括：温度补偿控制模块，所述温度补偿控制模块通过数据总线与电磁阀、加热阀相连。
17、优选的，还包括：远程监控模块，所述远程监控模块包括车载通信模块、云端服务器及用户终端，车载通信模块集成于电子控制系统内部并与控制器模块双向通信连接，通过无线通信将车辆状态信息、空气路各点温度数据及加热保温系统状态上传至云端服务器。
18、另一方面，本专利技术提出一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置的加热保温方法，包括：
19、启动氢燃料电池汽车时，空气通过燃料电池电堆空气进气路进入内部空气管路，当车辆停止运行时，电磁阀根据温度感应模块检测到的外部环境温度自动切断或接通外部空气供应；
20、加热阀与加热器联动工作，通过连接在内部空气管路上的温度传感器，实时监测并精确调节进入燃料电池电堆的空气温度至高于5℃，温度传感器将数据传输给电子控制系统形成闭环控制，以动态调节阀门开关状态和加热器功率输出；
21、微处理器控制模块通过信号接收模块获取燃料电池电堆入口和出口处的空气温度数据，并据此分析计算出最佳控制指令，执行器依据指令调整加热器的工作状态；
22、能量回收装置利用废热回收器收集燃料电池堆产生的废热，通过循环泵驱动导热介质至热量交换器，预热进入空气管路的冷空气，同时监控系统确保空气温度始终保持高于5℃。
23、本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置及方法，与现有技术相比，具有以下优点：
24、本专利技术通过在燃料电池电堆空气进气路设置电磁阀，能够在汽车停止运行时切断外部冷空气供应，避免低温影响。同时，内部空气管路上安装了加热阀和加热器，并通过精密的温度传感器实现闭环电子控制，确保进入燃料电池电堆的空气温度始终高于5℃，温度传感器实时监测并反馈数据，通过电子控制系统动态调节加热阀的工作状态以及加热器的功率输出，形成精准、节能的温度调控回路；解决了现有氢燃料电池汽车在低温环境中空气加热与保温的技术难题，实现了对燃料电池电堆进气空气温度的精准控制，提高了燃料电池汽车在复杂气候条件下的稳定性和能效表现，同时也优化了整体热管理系统的智能化水平和能源利用率。
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1.一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，包括燃料电池电堆空气进气路(1)、电磁阀(2)、内部空气管路(3)、加热阀(4)、加热器(5)和温度传感器(6)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述电磁阀(2)中包括温度感应模块，当检测到外部环境温度低于预设阈值时，温度感应模块将信号发送至电子控制系统(20)，使电磁阀(2)自动关闭，防止冷空气进入内部空气管路(3)，并联动加热阀(4)和加热器(5)工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述加热器(5)包括微处理器控制模块(7)和信号接收模块(8)，所述微处理器控制模块(7)和信号接收模块(8)连接有用于获取燃料电池电堆入口和出口处的空气温度数据的温度传感器(6)；
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述加热器(5)包括能量回收装置(10)，所述能量回收装置(10)包括：废热回收器(11)通过导热介质与燃料电池堆相连，并将收集到的废热传递至热量交换器(12)；
5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述温度传感器(6)采用多点分布式布局在燃料电池电堆空气进气路(1)的进气口、出气口及内部空气管路(3)的位置设置多个温度传感器节点，每个节点均具备信号转换和传输功能，各温度传感器(6)与电子控制系统(20)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，还包括：控制器模块(13)，其特征在于，所述控制器模块(13)包括微处理器(14)、存储器(15)及多个输入输出接口(16)；所述控制器模块(13)通过输入输出接口(16)与温度传感器(6)、电磁阀(2)、加热阀(4)及加热器(5)电性连接；
7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，还包括：加热器的过热保护机制(17)，其特征在于，加热器的过热保护机制(17)集成在加热器(5)内部，包括温度检测元件、信号处理器和执行器；
8.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，还包括：温度补偿控制模块(18)，其特征在于，所述温度补偿控制模块(18)通过数据总线与电磁阀(2)、加热阀(4)相连。
9.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，还包括：远程监控模块(19)，其特征在于，所述远程监控模块(19)包括车载通信模块、云端服务器及用户终端，车载通信模块集成于电子控制系统(20)内部并与控制器模块(13)双向通信连接，通过无线通信将车辆状态信息、空气路各点温度数据及加热保温系统状态上传至云端服务器。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置的加热保温方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，包括燃料电池电堆空气进气路(1)、电磁阀(2)、内部空气管路(3)、加热阀(4)、加热器(5)和温度传感器(6)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述电磁阀(2)中包括温度感应模块，当检测到外部环境温度低于预设阈值时，温度感应模块将信号发送至电子控制系统(20)，使电磁阀(2)自动关闭，防止冷空气进入内部空气管路(3)，并联动加热阀(4)和加热器(5)工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述加热器(5)包括微处理器控制模块(7)和信号接收模块(8)，所述微处理器控制模块(7)和信号接收模块(8)连接有用于获取燃料电池电堆入口和出口处的空气温度数据的温度传感器(6)；
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述加热器(5)包括能量回收装置(10)，所述能量回收装置(10)包括：废热回收器(11)通过导热介质与燃料电池堆相连，并将收集到的废热传递至热量交换器(12)；
5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池的空气路的加热保温装置，其特征在于，所述温度传感器(6)采用多点分布式布局在燃料电池电堆空气进气路(1)的进气口、出气口及内部空气管路(3)的位置设置多个温度传感器节点，每个节点均具备信号转换和传输功能...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓煌，关晓东，胡梦赢，覃宗耿，吴永锋，张家铨，何俊宏，欧阳东成，韦达洲，
申请(专利权)人：佛山市飞驰汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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