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专利号: 2022114046838
申请人: 中汽创智科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种燃料电池热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括:

冷却回路,所述冷却回路中的冷却液流经燃料电池电堆,所述冷却回路包括第一冷却回路和第二冷却回路,所述第一冷却回路相对所述第二冷却回路组成一个大循环回路,该回路上设置有散热器,该回路用于对所述燃料电池电堆中流出的冷却液进行降温,再将低温的冷却液流入所述燃料电池电堆;所述第一冷却回路和所述第二冷却回路之间连有第一多通结构,所述第一多通结构用于连接所述第一冷却回路和所述第二冷却回路,所述第一多通结构的第一端与所述冷却回路中的冷却液流出所述燃料电池电堆的出口相连,所述第一多通结构的第二端与所述冷却回路中的冷却液流入所述燃料电池电堆的入口相连,所述第一多通结构的第三端与所述冷却回路中的冷却液流入所述散热器的入口相连,所述第一冷却回路中的冷却液由所述第一多通结构的第一端流入并经所述第一多通结构的第三端流出,实现在所述第一冷却回路中循环;所述第二冷却回路中的冷却液,由所述第一多通结构的第一端流入并经所述第一多通结构的第二端流出,实现在所述第二冷却回路中循环;

所述第二冷却回路上设置有PTC加热器,所述PTC加热器用于对所述第二冷却回路中的冷却液进行加热;

冷启动加热回路,所述冷启动加热回路的入口通过第一控制阀与所述第二冷却回路相连接,所述冷启动加热回路中的冷却液流经燃料循环泵流回所述冷却回路中,且所述冷启动加热回路是在冷启动过程中需要对燃料循环泵进行升温时的工况下开启,也即在第二冷却回路开启的基础上根据工况需求来对该冷启动加热回路进行开启或关闭;

所述热管理系统还包括以下组中的任意一个或者全部的组合:

采暖回路,所述采暖回路并联于所述冷却回路的支路上,所述采暖回路的入口与所述冷却回路中的冷却液流出所述燃料电池电堆的出口相连接,所述采暖回路的出口与所述冷却回路中的冷却液流入所述散热器的入口相连接;

燃料加热回路,所述燃料加热回路的入口与所述冷却回路相连接,所述燃料加热回路中的冷却液流经燃料管路流回所述冷却回路中。

2.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述采暖回路包括第二控制阀和第一换热器,所述第二控制阀用于控制所述采暖回路的开启或关闭,所述第二控制阀的一端与所述冷却回路中的冷却液流出所述燃料电池电堆的出口相连,所述第二控制阀的另一端与所述冷却回路中的冷却液流入所述第一换热器的入口相连;第一换热器用于将所述采暖回路中冷却液的热能输出以实现外部供暖。

3.根据权利要求1中所述的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述燃料加热回路包括第三控制阀和第二换热器,所述第三控制阀用于控制所述燃料加热回路的开启或关闭,所述第三控制阀的一端与所述冷却回路相连,所述第三控制阀的另一端与所述冷却回路中的冷却液流入所述第二换热器的入口相连;所述第二换热器用于将所述燃料加热回路中冷却液的热能输出以加热进入所述燃料电池电堆的燃料。

4.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述燃料加热回路的入口设置在所述冷却回路中的冷却液流出所述散热器的出口至所述冷却回路中的冷却液流入所述燃料电池电堆的入口之间的管路上。

5.根据权利要求2或3中任一所述的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述第一换热器或所述第二换热器为板式换热器。

6.根据权利要求2或3中任一所述的燃料电池热管理系统,其特征在于,所述第一控制阀、所述第二控制阀或所述第三控制阀是开度可在0‑100%范围内调节的阀门。

7.一种根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统的控制方法,其特征在于,所述燃料电池在冷启动状态下,所述第二冷却回路开启,所述第一冷却回路关闭,所述控制方法包括:当监测到所述燃料电池电堆处于冷启动状态且所述燃料循环泵的转速小于或等于所述系统预设的转速时,开启所述第一控制阀;否则,关闭所述第一控制阀。

8.一种根据权利要求2所述的燃料电池热管理系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:

当监测到整车发出采暖需求时,监测所述冷却回路中的冷却液流入所述燃料电池电堆的入口和所述冷却回路中的冷却液流出所述燃料电池电堆的出口的冷却液温度,若所述入口和所述出口的冷却液温度中的任一温度在所述系统预设的温度值T0′以下且所述第二冷却回路关闭时,开启所述第二控制阀,并调整所述第二控制阀的开度大小来保证所述冷却回路中的冷却液流入所述燃料电池电堆的入口的冷却液温度处于该工况下的预设温度范围;

当整车采暖需求停止或所述第二冷却回路开启时,关闭所述第二控制阀。

9.根据权利要求8所述的燃料电池热管理系统的控制方法,其特征在于,所述预设温度范围是相对预设温度阈值正负2摄氏度。

10.一种根据权利要求3所述的燃料电池热管理系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:

当监测到所述燃料电池电堆的进气端板处的单片电压小于或等于报警值,且T1‑T3≥T0"时,开启所述第三控制阀,其中T1为所述冷却回路中的冷却液流入燃料电池电堆的入口的冷却液温度,T3为燃料进堆温度,T0"为所述系统预设的温度值;否则,关闭所述第三控制阀。