[发明专利]一种燃料电池系统及燃料电池控制方法

说明书

本发明属于混合动力汽车技术领域，公开了一种燃料电池系统及燃料电池控制方法。所述燃料电池系统包括串联模式和独立模式；燃料电池系统包括相互连通的电堆、加热器、第一调节件及暖风芯体，第一调节件设置于电堆和加热器之间，第一调节件被配置为分别与电堆和暖风芯体选择性连通，使燃料电池系统在串联模式和独立模式之间切换。所述燃料电池系统电堆的余热可以为暖风芯体加热，充分利用了电堆的余热，还可以同时使用加热器和电堆的热量对暖风芯体进行暖风采暖，性能更好，能源消耗低，具有节能环保的优势。另外，加热器用于电堆冷启动时对其加热，使得电堆冷启动和暖风芯体采暖共用同一个加热器，有效地降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统及燃料电 池控制方法。

背景技术

随着混合动力汽车的发展，燃料电池车型作为其中一种特殊的混合动力车 型，受到了越来越来多的关注。燃料电池车型一般配置有电池和电堆两个动力 源，电池为纯电动行驶的动力源，电堆利用储存在气瓶中的氢气与被送入的空 气中的氧气之间发生电化学反应来产生电能，在此过程中电堆会排出大量的热 量和水等反应副产物。该热量需要由散热器散热，冬季时该热量也可以供给暖 风使用。然而，只利用电池进行纯电动模式时，电堆不工作，那么就无法为乘 员舱提供热源。

为了解决上述问题，现有燃料电池系统一般采用以下两种方式：

第一，仅电堆采暖方式，在乘员舱需要暖风的时候退出纯电动模式，启动 电堆为乘员舱提供热源，采用这种方式，暖风和电堆始终连通，若电堆不工作， 则暖风就无热源可用。在环境温度很低时，由于电堆是无法自启动的，在燃料 电池系统中需要配有加热器，加热器用于对电堆进行加热，待水温升到后才能 够启动。如果开启纯电动行驶模式，即使启动加热器，但是由于加热器连接的 部件过多，加热时需要将各部件的温度全部提升才能够维持水温，耗费太多能 源，且加热采暖效果不好。

第二，暖风独立方式，通过增加一个加热器，使得在需要暖风的时候可以 启动该加热器进行工作。由于暖风与电堆不共用加热器，整车需要配备两个加 热器，成本较高，且暖风系统无法利用电堆的余热，耗能较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池系统及燃料电池控制方法，可以利用 电堆或加热器为暖风加热，节能好，成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括串联模式和独立模式；

所述燃料电池系统包括相互连通的电堆、加热器、第一调节件及暖风芯体， 所述第一调节件设置于所述电堆和所述加热器之间，所述第一调节件被配置为 分别与所述电堆和所述暖风芯体选择性连通，使所述燃料电池系统在所述串联 模式和所述独立模式之间切换。

作为优选，所述第一调节件为第一三通阀，所述第一三通阀的A口连通于 所述电堆，所述第一三通阀的B口连通于所述暖风芯体，所述第一三通阀的C 口连通于所述加热器，在开启所述串联模式时，开启所述第一三通阀的所述A 口和所述C口，在开启所述独立模式时，开启所述第一三通阀的所述B口和所 述C口。

作为优选，所述燃料电池系统还包括第一水泵，所述第一水泵的两端分别 连通于所述暖风芯体和所述电堆。

作为优选，所述燃料电池系统还包括第二水泵，所述第二水泵的两端分别 连通于所述第一调节件和所述暖风芯体。

作为优选，所述燃料电池系统还包括散热器和第二调节件，所述第二调节 件被配置为将所述散热器选择性与所述电堆相连通。