[发明专利]一种以液氢为气源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法

说明书

本发明设计了一种以液氢为气源及冷源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法。燃料电池锂电池混合动力汽车热管理系统包括了燃料电池子系统、动力锂电池子系统、液氢子系统以及热交换控制子系统。该方法利用能量密度较高的液氢作为燃料电池的能量来源，有效的减小了燃料电池锂电池混合动力汽车的体积，并且利用其冷能解决燃料电池锂电池混合动力汽车在夏季利用压缩机制冷所需的电能，并且该方法也解决了燃料电池汽车冬季低温效率较低、燃料电池余热利用、动力锂电池低温充放电效率低等问题。有效的提高了燃料电池混合动力汽车的效率。

技术领域

本发明提供一种以液氢为气源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法，属于新能源汽车领域

背景技术

燃料电池汽车具有能量运行可靠、无污染物排放、转化效率高、运动部件少、无噪声等优势，具有很好的应用前景。目前我国燃料电池汽车已经从商用车领域逐步发展，但是与纯电动汽车以及传统内燃机汽车相比，燃料电池汽车存在着低温下无法启动，较低温下工作效率低，以及高温又会破坏燃料电池质子交换膜的缺点，因此燃料电池汽车在热管理方面面临着较大的挑战。

现有技术中，一些专利仅考虑到了燃料电池的冷却，并未将燃料电池工作时产生的余热充分利用。也有一些专利将余热在冬天利用在整车供暖，没有考虑动力电池低温工况下工作效率低，以及充电倍率较低等问题。另一些专利考虑到了燃料电池汽车在冬季用于整车供暖及动力电池的保温，但却未考虑燃料电池汽车的空间局限性，以及夏季的余热处理办法。

燃料电池汽车目前大多应用在商务车等大型车上面，原因就是其零部件集成度太低，在燃料电池的零部件中，氢气罐占据了一大块面积，如若能利用能量密度较高的液氢，那么便会大大减少燃料电池汽车的空间，使其空间利用率更高。而且在夏季又可以充分利用液氢的冷能来处理燃料电池的余热，对于燃料电池汽车具有非常重要的意义。

发明内容

基于此，本申请针对如何解决燃料电池冬季低温启动、提高燃料电池工作效率、冬季动力电池保温、夏季高温余热处理以及减少燃料电池汽车零部件占用空间的问题提供一种燃料电池汽车热管理方法。

一种燃料电池汽车热管理方法，所述燃料电池汽车包括：燃料电池子系统、动力电池子系统、液氢子系统以及热交换控制子系统,所述方法包括以下步骤：

BZ1，检测当前燃料电池循环水的温度T_FC；

BZ2，当所述当前燃料电池循环水的温度T_FC≥燃料电池循环水正常工作设定温度的下限10℃时，所述燃料电池锂电池混合动力汽车进入正常工作模式，否则，所述燃料电池锂电池混合动力汽车进入燃料电池循环水加热模式。

所述正常工作模式为：燃料电池的工作温度达到了其效率最佳的工作温度范围60℃到80℃，此时无论汽车需求功率为多少，都首先由燃料电池来提供汽车所需功率，如若燃料电池的功率不足以提供汽车正常行驶所需的功率，则汽车行驶的功率由燃料电池和锂电池共同提供，其中在保证燃料电池大于40％的基础上，提供最大功率，而锂电池补充汽车行驶所需功率的剩余部分；如若燃料电池的功率可以完全满足汽车正常行驶的所需功率，则汽车行驶的功率均由燃料电池提供，此时若锂电池的SOC低于百分之五十则燃料电池还要给锂电池进行充电，若锂电池的SOC高于百分之五十，则不进行充电。

上述燃料电池循环水加热模式又分为两个步骤：

BZ21，当所述燃料电池循环水的温度T_FC≥燃料电池的最低启动温度-20℃,时，所述燃料电池锂电池混合动力汽车再进入第二步骤；

BZ22，当所述燃料电池循环水的温度T_FC燃料电池的最低启动温度-20℃时，所述燃料电池锂电池混合动力汽车进入第一步骤，直至所述当前燃料电池循环水的温度≥所述燃料电池的最低启动温度10℃时，所述燃料电池锂电池混合动力汽车再进入第二步骤。