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发明公开:一种车用燃料电池热管理系统及其控制方法

[公开日期] 2019-01-18 [公开号] CN109244505A
#吉林大学 #宋大凤 #王恺 #曾小华 #纪人桓 #雷宗坤 #李
本发明公开了一种车用燃料电池热管理系统及其控制方法,控制系统通过传感器进行数据采集,通过节温器与三通装置将冷却回路分成大小两个循环,采用节温器对不同支路冷却水流量进行控制,使燃料电池与蓄电池同时工作在最佳温度区间,提升燃料电池系统的可靠性,所提出的加热装置保证了燃料电池与蓄电池在低温下正常启动,所提出的离子交换器使冷却水中导电率维持在合理范围。根据所提出的燃料电池热管理系统进一步提出其控制方法,该方法结合热管理系统的特点采用温度跟随的策略,使蓄电池与燃料电池能快速达到最佳工作温度。

1.一种车用燃料电池热管理系统,其特征在于:该系统包括小循环加热系统和大循环冷却系统、去离子水循环系统、燃料电池堆(1)、蓄电池冷却回路和控制系统;所述的小循环加热系统包括燃料电池堆(1)、电堆出口温度传感器(17)、单向阀(2)、换热器(3)、旁通阀(4)、离子浓度传感器(18)、三通装置(5)、冷却水循环泵(8)、压力传感器(20)、三通装置(9)、加热装置(12)、电子节温器(13)、电子节温器(14)、电堆入口温度传感器(24);所述的大循环冷却系统包括燃料电池堆(1)、电堆出口温度传感器(17)、单向阀(2)、换热器(3)、旁通阀(4)、离子浓度传感器(18)、三通装置(5)、冷却水循环泵(8)、压力传感器(20)、三通装置(9)、散热器(11)、压力传感器(21)、流量计(22)、温度传感器(23)、电子节温器(13)、电子节温器(14)、电堆入口温度传感器(24);所述的去离子水循环系统包括三通装置(5)、离子交换器(6)、流量计(19)、补水箱(7);所述的蓄电池冷却回路包括电子节温器(14)、蓄电池(15)、温度传感器(16);所述的控制系统分别与温度传感器(16)、电堆出口温度传感器(17)、离子浓度传感器(18)、流量计(19)、压力传感器(20)、压力传感器(21)、流量计(22)、温度传感器(23)、电堆入口温度传感器(24)相连以检测信号;所述的控制系统分别与旁通阀(4)、三通装置(5)、冷却水循环泵(8)、三通装置(9)、散热器(11)、加热装置(12)、电子节温器(13)、电子节温器(14)相连实现不同模式的切换;所述的燃料电池堆(1)可以根据负载需求,给负载提供电能,并且产生热量,所述的单向阀(2)作用是控制冷却水流动方向,保证冷却水不会回流,所述的换热器(3)可以利用冷却水带来的废热为车厢加热,所述的旁通阀可以控制冷却水是否通过换热器(3)所在支路,所述的三通装置(5)分别与小循环回路和去离子水循环回路连接,通过控制三个接口的开关调节冷却水流动的方向,所述的冷却水循环泵(8)用来控制冷却水流量,所述的三通装置(9)分别与大循环冷却回路与小循环加热回路相连,用来切换不同的模式,所述的加热装置(12)可以对小循环回路中的冷却水加热,所述的电子节温器(13)与大小循环回路相连,通过控制器给出的信号控制不同回路中冷却水流量,所述的节温器(14)与小循环回路与蓄电池冷却回路相连,通过控制器控制两个回路中冷却水流量;所述的温度传感器(16)、(17)、(23)、(24)可以测量各循环回路中冷却水温度,所述的离子浓度传感器(18)可以检测冷却水中离子浓度,所述的流量计(19)、(22)可以测量冷却水的流量,所述的压力传感器(20)、(21)可以测量冷却水的压力,所述的补水箱(6)可以存储冷却水,缓冲进入散热器的冷却水温度,同时补充冷却循环过程中损失的水分,所述的散热器(11)可以通过调节散热风扇的转速来降低冷却水温度,所述的蓄电池(15)作为辅助能量源,保证汽车行驶时的功率需求;所述的离子交换器(6),可以过滤来自管路材料离子析出,锈蚀反应生成的离子,保证冷却液电导率在合理的范围。
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类型:发明公开
发明人:宋大凤,王恺,曾小华,纪人桓,雷宗坤,李
专利权人:吉林大学
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