[发明专利]燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法

说明书

本发明涉及燃料电池热管理集成技术领域，尤其涉及燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括：由蓄水壶、水泵、电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵、热泵加热器、热泵蒸发器依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀，所述第一三通阀分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀，所述第二三通阀分别与所述空调压缩机泵、所述热泵加热器和所述水冷冷凝器连接并连通。

技术领域

本发明涉及燃料电池热管理集成技术领域，尤其涉及燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。

背景技术

氢燃料电池系统作为一种发电装置，在车载领域，目前主要用于搭载在货车及卡车等高载重车辆上，但是因目前的技术限制，若将燃料电池直接用于汽车动力电机驱动，在高负载爬坡等功率工况时，对电堆功率要求极高，而目前的燃料电池最大功率难以满足最高要求，同时受到匹配技术等影响，一般采用增程式结构，该结构不但能增加总的巡航里程，同时对电池系统及其匹配要求较低，便于快速推广。目前一般采用电堆冷却、辅助冷却，增程电池及空调独立或者部分独立运行的方法，但是该方式零件较多，成本较高，同时由于冷却模块较多，噪声明显，同时故障率较高，对空间要求大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法。

本发明提供一种燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括：由蓄水壶、水泵、电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、散热单元依次串联形成的第一循环回路，由空调压缩机泵、热泵加热器、热泵蒸发器依次串联形成的第二循环回路，所述热泵加热器与所述散热单元并联，所述第一循环回路上第一三通阀，所述第一三通阀分别与所述电堆辅助冷却件、所述散热单元和所述热泵加热器连接并连通，所述第二循环回路上设有第二三通阀，所述第二三通阀分别与所述空调压缩机泵、所述热泵加热器和所述水冷冷凝器连接并连通，所述热泵蒸发器通过第三三通阀并联接入与所述电池冷却器和所述水冷冷凝器的回路中，所述热泵蒸发器设置在暖通空调总成内。

进一步地，所述电堆辅助冷却件包括中冷器、DCDC和空压机总成，所述DCDC和空压机总成串联接入所述水冷冷凝器和所述第一三通阀之间，所述中冷器与所述DCDC和空压机总成并联。

进一步地，所述散热单元为散热器，其一侧设有散热风扇。

进一步地，所述暖通空调总成包括空调鼓风机、所述热泵蒸发器、冷风风道、第四三通阀、暖风芯体、暖风风道和风向切换单元，所述空调鼓风机设置在所述热泵蒸发器的一侧，所述热泵蒸发器和所述暖风芯体串联，所述第四三通阀设置在冷风风道的出口，所述风向切换单元设置在所述冷风风道和所述暖风风道的出口，其用于切换空气的输送方向。

进一步地，所述第四三通阀为比例调节三通阀。

进一步地，述第三三通阀为比例调节三通阀。

一种汽车，包括上述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，所述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统与车身连接。

上述燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统，包括以下步骤：

S1、监测增程电池的工作温度和空调请求；

S2、当增程电池需要加热时，且空调请求为制冷、加热、自然风循环或无请求中一种时，启动循环水泵、电池冷却器、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件和热泵加热器，第一三通阀连通电堆辅助冷却件和热泵加热器，调节第二三通阀，使得冷却液依次经过电池冷却器、增程电池、水冷冷凝器、电堆辅助冷却件、第一三通阀、热泵加热器、循环水泵，冷媒依次经过空调压缩机泵、第二三通阀、热泵加热器、热泵蒸发器、空调压缩机泵；