CN109249775A - 一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法，所述系统包括燃料电池、水泵、暖风芯体和散热器，所述燃料电池、水泵和暖风芯体依次首尾相连构成回路，所述散热器的两端分别与暖风芯体的两端相连；所述方法包括燃料电池通过工作时散发的热量为水泵内的液体进行加热；水泵内的液体在升温后，进入暖风芯体，为燃料电池车内的客舱进行供暖；水泵内的液体在为客舱进行供暖后，将多余的热量通过散热器散出；水泵内的液体途经燃料电池返回水泵。与现有技术相比，本发明具有可同时实现简单、能量利用效率高以及节省成本等优点。

Description

一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法
技术领域
本发明涉及汽车供暖领域，尤其是涉及一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。与传统燃油汽车相比，新能源汽车容易操纵、结构简单，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等，也无需添加冷却水。维修保养工作量少。如果蓄电池质量过硬，使用寿命也比燃油车长。结构简单，使用维修方便，经久耐用。
虽然新能源汽车具有如此多的优点，但在汽车内部供暖方面，新能源车无传统发动机的热源，冬季取暖需使用其它途径，如果新能源车单纯使用PTC空气加热器，冬季取暖会消耗大量电池电能，对整车续航里程有不利
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种用于燃料电池车的暖风系统及供暖方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于燃料电池车的暖风系统，所述系统包括燃料电池、水泵、暖风芯体和散热器，所述燃料电池、水泵和暖风芯体依次首尾相连构成回路，所述散热器的两端分别与暖风芯体的两端相连。
所述水泵内装有防冻液，所述防冻液在燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中循环。
所述系统还包括辅助加热组件，所述辅助加热组件与暖风芯体连接。
所述辅助加热组件包括温度传感器、控制器和PTC加热器，所述温度传感器接入燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中，所述控制器分别与温度传感器和 PTC加热器连接。
所述PTC加热器为高压陶瓷PTC加热器。
所述系统还包括节温器，所述节温器设置于燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中，分别与燃料电池、暖风芯体和水泵连接。
一种利用如上所述的用于燃料电池车的暖风系统的供暖方法，所述方法包括下列步骤：
1)燃料电池通过工作时散发的热量为水泵内的液体进行加热；
2)水泵内的液体在升温后，进入暖风芯体，为燃料电池车内的客舱进行供暖；
3)水泵内的液体在为客舱进行供暖后，将多余的热量通过散热器散出；
4)水泵内的液体途经燃料电池返回水泵。
所述水泵内的液体为防冻液。
所述方法还包括：在水泵内的液体温度无法达到供暖需求时，通过PTC加热器为燃料电池车内的客舱进行供暖。
所述PTC加热器在水泵内的液体温度达到供暖需求时自动关闭。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提出的暖风系统，与原有暖风系统相比，通过与燃料电池和水泵连接，利用燃料电池工作中产生的废热，对水泵内的液体进行加热，从而实现为燃料电池车进行供暖的目的，并将多余的废热通过散热器排出，比起单纯的使用PTC 空气加热器相比，大大节省了电池的电能，节省了成本的同时提高了能量利用率。
(2)水泵内装有防冻液，防冻液正常工作温度为60～70℃，可以满足取暖的温度需求。
(3)该暖风系统还设有辅助加热组件，在燃料电池的余热不足以加热防冻液时作为辅助加热，一方面保证了暖风系统的稳定性，另一方面，该辅助加热只在燃料电池余热不足时发挥作用，不会耗费过多的电能，节省能源。
(4)辅助加热组件设有温度传感器和控制器，控制器通过温度控制器检测到的温度自动控制PTC加热器进行辅助加热，自动性能强。
(5)采用高压陶瓷PTC加热器，具有恒温发热、自然寿命长、节能、无明火、安全性能好、发热量容易控制等优点。
(6)暖风系统还设有节温器，根据防冻液温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变防冻液的循环范围，以调节散热能力，保证暖风系统在合适的温度范围内工作。
(7)本发明提出的供暖方法，通过燃料电池的多余热量对防冻液进行加热，并利用加热后的防冻液为客舱进行供暖，最后将供暖后冷却的防冻液再经过燃料电池返回水泵，实现循环供暖，整个过程自动性能强且无需外部控制，增强能量利用率的同时也便于实现。
附图说明
图1为用于燃料电池车的暖风系统的结构示意图；
图2为暖风系统的供暖方法的流程图；
其中，1为燃料电池，2为水泵，3为暖风芯体，4为辅助加热组件，5为散热器，6为节温器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例中提供了一种用于燃料电池车的暖风系统，包括燃料电池1、水泵2、暖风芯体3和散热器5，燃料电池1、水泵2和暖风芯体3依次首尾相连构成回路，散热器5的两端分别与暖风芯体3的两端相连。
其中，水泵2内装有防冻液，防冻液在燃料电池1、水泵2和暖风芯体3构成的回路中循环。系统还包括辅助加热组件4，辅助加热组件4与暖风芯体3连接。辅助加热组件4包括温度传感器、控制器和PTC加热器，温度传感器接入燃料电池1、水泵2和暖风芯体3构成的回路中，控制器分别与温度传感器和PTC加热器连接。PTC加热器为高压陶瓷PTC加热器。系统还包括节温器6，节温器6设置于燃料电池1、水泵2和暖风芯体3构成的回路中，分别与燃料电池1、暖风芯体3和水泵2连接。
如图2所示，该用于燃料电池车的暖风系统的供暖方法包括下列步骤：
1)燃料电池1通过工作时散发的热量为水泵2内的液体进行加热；
2)水泵2内的液体在升温后，进入暖风芯体3，为燃料电池车内的客舱进行供暖；
3)水泵2内的液体在为客舱进行供暖后，将多余的热量通过散热器5散出；
4)水泵2内的液体途经燃料电池1返回水泵2。
其中，水泵2内的液体为防冻液，在水泵2内的液体温度无法达到供暖需求时，通过PTC加热器为燃料电池车内的客舱进行供暖，PTC加热器在水泵2内的液体温度达到供暖需求时自动关闭。
通过上述暖风系统和供暖方法，显著减小取暖加热器对电池电能的消耗，提升整车续航里程；在燃料电池1温度未升高前，用PTC辅助加热，等水温升高后， PTC关闭，乘客舒适性更好；利用防冻液的废热进行取暖，提升了系统整体能量利用效率；可直接利用传统车暖风芯体3的结构，减少产品开发成本。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述系统包括燃料电池、水泵、暖风芯体和散热器，所述燃料电池、水泵和暖风芯体依次首尾相连构成回路，所述散热器的两端分别与暖风芯体的两端相连。
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述水泵内装有防冻液，所述防冻液在燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中循环。
3.根据权利要求1所述的用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述系统还包括辅助加热组件，所述辅助加热组件与暖风芯体连接。
4.根据权利要求3所述的用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述辅助加热组件包括温度传感器、控制器和PTC加热器，所述温度传感器接入燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中，所述控制器分别与温度传感器和PTC加热器连接。
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述PTC加热器为高压陶瓷PTC加热器。
6.根据权利要求1所述的用于燃料电池车的暖风系统，其特征在于，所述系统还包括节温器，所述节温器设置于燃料电池、水泵和暖风芯体构成的回路中，分别与燃料电池、暖风芯体和水泵连接。
7.一种利用如权利要求1所述的用于燃料电池车的暖风系统的供暖方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
1)燃料电池通过工作时散发的热量为水泵内的液体进行加热；
2)水泵内的液体在升温后，进入暖风芯体，为燃料电池车内的客舱进行供暖；
3)水泵内的液体在为客舱进行供暖后，将多余的热量通过散热器散出；
4)水泵内的液体途经燃料电池返回水泵。
8.根据权利要求7所述的暖风系统的供暖方法，其特征在于，所述水泵内的液体为防冻液。
9.根据权利要求7所述的暖风系统的供暖方法，其特征在于，所述方法还包括：在水泵内的液体温度无法达到供暖需求时，通过PTC加热器为燃料电池车内的客舱进行供暖。
10.根据权利要求9所述的暖风系统的供暖方法，其特征在于，所述PTC加热器在水泵内的液体温度达到供暖需求时自动关闭。
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