[发明专利]一种燃料电池热管理系统

说明书

本申请涉及一种燃料电池热管理系统，其包括燃料电池回路、动力电池回路、水加热器回路和热泵空调回路，水加热器回路包括串联的水加热器、暖风芯体和暖风水泵；所述水加热器回路通过第一板式换热器与所述燃料电池回路换热，所述水加热器回路和所述动力电池回路通过组合阀门连通以形成一个大回路或者断开；热泵空调回路通过第二板式换热器与所述燃料电池回路换热以制冷，通过电池冷却换热器与所述动力电池回路换热以制冷，以及通过其包含的水冷式冷凝器与所述水加热器回路换热以加热。本申请可以解决相关技术中因采用三个高压PTC水加热器而造成的整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大的问题。

技术领域

本申请涉及燃料电池热管理技术领域，特别涉及一种燃料电池热管理系统。

背景技术

一些相关技术提供的氢燃料电池车辆，在低温下具备氢燃料电池加热功能、动力电池加热功能和乘员舱制热功能，这些功能通过采用三个高压PTC水加热器分别实现。由于高压PTC水加热器体积较大、成本高且低温下功耗高，导致整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大；而且氢燃料电池余热未参与动力电池加热、乘员舱制热，造成能量浪费。在高温下具备动力电池制冷和乘员舱制冷功能，空调系统制冷采用常规方案，未充分利用相关资源，效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池热管理系统，以解决相关技术中因采用三个高压PTC水加热器而造成的整车总布置困难、整车成本较高且整车功耗大的问题。

本申请实施例提供了一种燃料电池热管理系统，其包括：

燃料电池回路；

动力电池回路；

水加热器回路，其包括串联的水加热器、暖风芯体和暖风水泵；所述水加热器回路通过第一板式换热器与所述燃料电池回路换热，所述水加热器回路和所述动力电池回路通过组合阀门连通以形成一个大回路或者断开；

热泵空调回路，其通过第二板式换热器与所述燃料电池回路换热以制冷，通过电池冷却换热器与所述动力电池回路换热以制冷，以及通过其包含的水冷式冷凝器与所述水加热器回路换热以加热。

一些实施例中，所述动力电池回路包括通过第一管道串联的动力电池、动力电池水泵和所述电池冷却换热器；

所述水加热器回路还包括第二管道，所述第二管道连接在第一板式换热器、水加热器、暖风芯体、暖风水泵和水冷式冷凝器作为整体的两端上；

所述组合阀门包括第二水阀、第三水阀和第四水阀；所述第二水阀和第四水阀分别设置在第二管道和第一管道上，所述第二水阀和第四水阀通过两根第三管道并联，且所述第三水阀位于第三管道上。

一些实施例中，当环境温度小于等于环境温度阈值时：

若燃料电池内部温度小于第一燃料电池温度值，则第一板式换热器、水加热器、暖风水泵工作，加热燃料电池，当燃料电池内部温度大于等于第一燃料电池温度值时，停止加热燃料电池；

若动力电池内部温度小于第一动力电池温度值，则所述第二水阀和第四水阀断开，所述第三水阀连通，以使所述水加热器回路和所述动力电池回路形成一个大回路，水加热器、暖风水泵和动力电池水泵工作，加热动力电池，当动力电池内部温度大于等于第一动力电池温度值时，停止加热动力电池；

若乘员舱请求加热，则所述水加热器、暖风芯体和暖风水泵工作；

当环境温度大于环境温度阈值时：

若燃料电池内部温度小于第一燃料电池温度值，则第一板式换热器、水加热器、暖风水泵工作，热泵空调回路工作并将热量交换至水加热器回路，加热燃料电池，当燃料电池内部温度大于等于第一燃料电池温度值时，停止加热燃料电池；