[发明专利]一种集成式燃料电池汽车热管理系统

权利要求书

1.一种集成式燃料电池汽车热管理系统，其特征在于：包括燃料电池热管理系统、动力电池热管理系统、驾驶室热管理系统以及电机电气热管理系统；其中燃料电池热管理系统包括燃料电池（10）、第一水泵（91）和热泵换热器（8），燃料电池（10）、第一水泵（91）和热泵换热器（8）形成冷却剂循环回路，动力电池热管理系统包括动力电池（11）和第二水泵（92），动力电池（11）、第二水泵（92）和热泵换热器（8）形成冷却剂循环回路，电机电气热管理系统包括三通电磁阀（12）、电机（13）、电子元件（14）、冷却液膨胀罐（15）、散热器（16）和第三水泵（93）；三通电磁阀（12）、电机（13）、电子元件（14）、散热器（16）和第三水泵（93）形成冷却剂循环回路，冷却液膨胀罐（15）通过管路接入到冷却剂循环回路中；驾驶室热管理系统包括第一车内换热器（71）、第二车内换热器（72），还包括气液分离器（1）、电动压缩机（2）、车外换热器（3）、四通换向阀（4）；电动压缩机（2）和四通换向阀（4）的第一端口连接，四通换向阀（4）的第三端口和气液分离器（1）连接，气液分离器（1）和电动压缩机（2）连接，车外换热器（3）的一端和四通换向阀（4）的第四端口连接，车外换热器（3）的另一端通过第二电磁阀（52）、第二电子膨胀阀（62）和热泵换热器（8）的一端口连接，车外换热器（3）的另一端还通过第五电磁阀（55）和第一电子膨胀阀（61）的一端连接，四通换向阀（4）的第四端口还通过第一电磁阀（51）和热泵换热器（8）的一端口连接，热泵换热器（8）的另一端口通过第三电磁阀（53）和第一电子膨胀阀（61）的一端连接，热泵换热器（8）的另一端口还通过第四电磁阀（54）和四通换向阀（4）的第二端口连接，第一电子膨胀阀（61）的另一端和第一车内换热器（71）一端连接，第一车内换热器（71）另一端和四通换向阀（4）的第二端口连接，第二车内换热器（72）的一端接入到电机电气热管理系统的冷却剂循环回路中，第二车内换热器（72）的另一端和三通电磁阀（12）的自由端连接，第二车内换热器（72）和三通电磁阀（12）、电机（13）、电子元件（14）、第三水泵（93）形成循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种集成式燃料电池汽车热管理系统，其特征在于：根据驾驶室的温度要求确定制冷工况，同时考虑燃料电池系统和动力电池系统的温度需求，将制冷工况模式分为两种：模式一，驾驶室、燃料电池和动力电池系统均需要降温制冷；模式二，驾驶室需要降温制冷，燃料电池和动力电池系统需要制热；

在制冷工况下，三通电磁阀（12）的自由端关闭，电机电气热管理系统通过第三水泵（93）将电机（13）和电子元件（14）产生的热量经过三通电磁阀（12）运送至散热器（16）处进行散热，实现电机电气热管理系统的制冷；

制冷模式一，第一电磁阀（51）和第三电磁阀（53）关闭，四通换向阀（4）的第一端口和第四端口内部连通，第二端口和第三端口内部连通，电动压缩机（2）将高温高压制冷剂气体经过四通换向阀（4）流入车外换热器（3），在车外换热器（3）处完成放热，一部分制冷剂经过第五电磁阀（55）和第一电子膨胀阀（61），在第一车内换热器（71）吸热，完成热量交换，然后经四通换向阀（4），流经气液分离器（1）返回到电动压缩机（2），整个循环实现了降低驾驶室内温度的目的；流出车外换热器（3）的另一部分制冷剂，经过第二电磁阀（52）和第二电子膨胀阀（62）流入热泵换热器（8）中，在热泵换热器（8）中进行吸热，流出的制冷剂经第四电磁阀（54）与流出第一车内换热器（71）的制冷剂汇集；燃料电池（10）和动力电池（11）在工作过程中，产生的多余热量被冷却剂携带，冷却剂在第一水泵（91）和第二水泵（92）的作用下在热泵换热器（8）处进行热量交换，释放多余的热量达到降低系统温度的目的；

制冷模式二，第二电磁阀（52）和第四电磁阀（54）关闭，四通换向阀（4）的第一端口和第四端口内部连通，第二端口和第三端口内部连通，电动压缩机（2）将高温高压制冷剂气体经过四通换向阀（4）分别流入车外换热器（3）和热泵换热器（8）并完成放热；此时，在热泵换热器（8）处散发的热量会被电机电气热管理系统中的冷却剂吸收，实现电机电气热管理系统的制热；流出车外换热器（3）和热泵换热器（8）的制冷剂，分别经过第五电磁阀（55）和第三电磁阀（53）汇集，然后流经第一电子膨胀阀（61）进入第一车内换热器（71）完成吸热过程，进而实现驾驶室系统的制冷；最后制冷剂经过四通换向阀（4）和气液分离器（1）回到电动压缩机（2）处，完成制冷模式二。