[实用新型]一种用于燃料电池汽车的热管理系统

说明书

本实用新型公开了一种用于燃料电池汽车的热管理系统，属于车辆辅助系统技术领域；它包括中冷器、压力传感器、电堆冷却液入口温度传感器、电堆、电堆冷却液出口温度传感器、电堆冷却液循环泵、电堆冷却液循环三通电磁阀、电堆散热器、电加热装置、去离子装置、电堆冷却液膨胀壶、动力电池冷却液膨胀壶、动力电池冷却液循环泵、动力电池冷却液循环三通电磁阀、动力电池散热器、动力电池冷却液进口温度传感器、动力电池包、动力电池加热循环三通电磁阀；本实用新型有效地实现了动力电池和燃料电池低温快速预热和精准温度控制，降低燃料电池汽车热管理系统成本，提高安全性。

技术领域

本实用新型涉及车辆辅助系统技术领域，具体涉及一种用于燃料电池汽车的热管理系统。

背景技术

氢燃料电池是一种将化学能直接转化为直流电能的发电装置，具有清洁、高效、环境友好的优点。在国家双碳政策推动下，氢燃料电池在新能源汽车、分布式发电、轨道交通等领域发展迅速，应用前景十分广阔。

氢燃料电池在工作过程中产生与输出电能相当的热能，如不能及时有效将这部门热能进行转移，则可能导致质子交换膜干燥，降低膜性能，进而影响燃料电池输出特性和寿命；而在低温下，因结冰、电化学活性降低等原因，导致燃料电池无法直接启动，必须将其加热至合适的低温启动温度。对于锂离子动力电池，在极低温度下放电可能会诱导正极活性物质颗粒破裂，造成容量不可逆损失；在低温下充电，锂离子可能在负极表面直接生成金属锂枝晶，易引发严重的安全事故；高温可能造成锂离子电池内部副反应增加，形成不可逆容量损失，甚至有可能引发热失控。因此，在现有的燃料电池汽车中，通常采用既为燃料电池配备若干电加热装置的方法实现燃料电池能够在低温环境下实现冷启动，又为动力电池配备若干电加热装置，确保动力电池能够在低温环境下工作；同时，在燃料电池和动力电池工作温度较高时，分别通过散热器为其散热，确保工作在合适的温度区间。显然在这套系统中需要布置多个电加热装置，而也会需要较多的高低压束线进行配置，从而导致系统成本较高，且存在一定的高压漏电风险；这是目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于燃料电池汽车的热管理系统，以实现动力电池和燃料电池低温快速预热和精准温度控制，降低燃料电池汽车热管理系统成本，提高安全性。

为解决上述问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于燃料电池汽车的热管理系统；它包括中冷器和电堆；在中冷器和电堆的冷却管路出口侧均通过电堆冷却液循环泵后汇入至电堆冷却液循环三通电磁阀；在电堆的出入口管路侧分别安装有电堆冷却液出口温度传感器以及压力传感器和电堆冷却液入口温度传感器；电堆冷却液循环三通电磁阀的另外两个接口分别接至电堆散热器和电加热装置上；在电堆冷却液循环泵输入至电堆冷却液循环三通电磁阀的管道上还接有支管，该支管通过去离子装置后连接到电堆冷却液膨胀壶上；电堆散热器的一个出口侧连接至电堆冷却液膨胀壶上；在电堆冷却液膨胀壶、电加热装置和电堆散热器的出口端还设置有一根并接至至电堆的入口处的管线，且在该管线上还设置有与中冷器入口侧相接的支管；

在电加热装置上还设置有一对出入口接管，该入口接管与动力电池加热循环三通电磁阀的一个出口相接，而出口接管则接至动力电池加热循环三通电磁阀输出到与动力电池冷却液循环泵的管路上；动力电池加热循环三通电磁阀的入口接至动力电池包上；动力电池冷却液循环泵的出口管通过动力电池冷却液循环三通电磁阀分为两股管路，其中一股经过动力电池散热器后与另一股相汇连接至动力电池包的入口处；在动力电池包的入口管道上还设置有动力电池冷却液进口温度传感器；在连接动力电池冷却液进口温度传感器与动力电池包之间的管道上还设置有用于接入动力电池冷却液膨胀壶的支管；电池冷却液膨胀壶的出口接入至动力电池加热循环三通电磁阀输出到与动力电池冷却液循环泵的管路上。

优选的，该控制器以中冷器和电堆作为电堆热管理系统的管理对象；以压力传感器、电堆冷却液入口温度传感器、电堆冷却液出口温度传感器为电堆热管理系统的控制输入；同时又以动力电池包为动力电池热管理系统的热管理对象；以动力电池冷却液进口温度传感器为动力电池热管理系统的控制输入。