[实用新型]热管理控制系统及燃料电池车辆

说明书

本实用新型涉及燃料电池车辆领域，具体涉及一种热管理控制系统及燃料电池车辆，通过换热回路调节冷却循环回路与暖风循环回路的热交换，所述换热回路与冷却循环回路通过换热器进行热量交换；通过三通阀控制所述换热回路与暖风循环回路连通；根据冷却循环回路及暖风循环回路的温度参数关系控制三通阀的开度，调节所述换热回路与暖风循环回路的管路中液体流量。本实用新型实施例利用燃料电池工作时散发的热量传递至暖风循环回路，根据不同回路的温度参数调节暖风循环回路中三通阀的开度，不仅能够在燃料电池大功率运行情况下实现整车舱内温度及燃料电池温度精准控制，而且能够在燃料电池低功率运行，可用余热量较小的情况下，保证余热的高效利用。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池车辆领域，具体涉及一种热管理控制系统及燃料电池车辆。

背景技术

在新能源车辆领域中，燃料电池系统具有无污染、加氢时间短、续驶里程长、环境适应性强等优点，具有广阔的应用场景。但随着车辆功率需求越来越大，大功率燃料电池发动机逐渐应用于新能源车辆中；燃料电池发动机系统高功率输出的同时，燃料电池车在热管理及续航里程方面面临着较大挑战。燃料电池车辆无传统发动机的热源，需要单纯使用PTC加热器，冬季取暖消耗大量电能，如某12米公交车辆用于舱内取暖的PTC功耗在1h内可达15～20kWh；而同时燃料电池有约50％的热量通过散热风扇散出，比如散掉60kW发动机额定工况下的热量，在环境温度43℃时，散热风扇功率可达2kW。

现有氢燃料电池车的热管理系统设计中，燃料电池发动机的散热系统和整车的暖风系统是两个完全分离的循环系统，具体为，在车舱内环境温度较低时，燃料电池车的取暖方式是整车暖风系统利用PTC加热器将整车冷却液加热至一定温度，开启暖风空调，将冷却液携带的热量散发至车舱内；燃料电池系统工作时，为保证燃料电池各工况适宜的工作温度，有将近50％的能量转化为热能，通过冷却液热交换方式带走，并通过散热器系统将热量散热至大气中。其中，整车暖风系统冷却液升温完全依靠PTC加热器，耗能较大；而大功率燃料电池高功率输出时，工作温度可高达70-80℃左右，发动机进出口温差需维持在10℃以内，这一部分热量通过散热器散出，未用于整车暖风系统，造成热量浪费，能量利用低；另外，氢燃料电池发动机散热系统工作时，散热风扇工作负荷大，耗能大、噪音较大。目前，虽已经尝试开发利用燃料电池余热为整车供暖的技术方案，但基于目前国内燃料电池发动机及整车厂供货状态，并无实用性强、兼容性好的热管理控制方法及系统。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本实用新型实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种热管理控制系统及燃料电池车辆，提高了燃料电池余热应用于整体供热的可实施性及兼容性；降低氢耗，从而降低车辆运营成本；减少噪音，提高乘客舒适度。

作为本实用新型实施例的一个方面，提供了一种热管理控制系统，所述热管理控制系统包括冷却循环回路、暖风循环回路及换热回路；所述换热回路与冷却循环回路通过换热器实现热量交换；所述换热回路与暖风循环回路通过三通阀的开度调节管路中液体流量；

所述热管理控制系统根据冷却循环回路及暖风循环回路的温度参数关系控制三通阀开度。

进一步地，所述冷却循环回路至少包括燃料电池电堆、第一水泵、换热器及第一散热器；

所述暖风循环回路至少包括第二水泵、加热器、第二散热器及三通阀；

所述换热回路中换热器的入口端与三通阀的第一输出端相连通，所述换热器的出口端与三通阀第二输出端连接的管路相连通。

进一步地，所述冷却循环回路还包括分别监测燃料电池电堆的入口及出口的第一温度传感器及第二温度传感器；所述暖风循环回路还包括分别监测与换热器入口及出口连通的管路的第三温度传感器及第四温度传感器；