CN109713333B - 燃料电池散热系统及散热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃料电池散热系统及散热控制方法，该系统通过控制装置，控制分别设置在第一散热器的出口、中冷器的进口与燃料电池的进口之间的第一三通阀，设置在第一散热器的进口、中冷器的出口与燃料电池的出口之间的第二三通阀，设置于所述第二三通阀和所述燃料电池出口之间的第三三通阀，设置于所述第一三通阀和所述中冷器进口之间的第四三通阀，这四个三通阀动作，实现切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式。通过切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式，实现在不同散热需求下切换使用与散热需求适应的散热方式进行散热，不仅能够满足不同工况下的散热需求，还能避免系统能源浪费的问题产生。

Description

燃料电池散热系统及散热控制方法

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池散热系统及散热控制方法。

背景技术

燃料电池在工作过程中，会产生大量热量，需要设置散热系统以对燃料电池产生的热量进行散热。

现有技术中提供了两种燃料电池散热系统，一种为串联式散热系统，指的是燃料电池的冷却水路与中冷器的冷却水路串行连接，另一种为并联式散热系统，指的是燃料电池的冷却水路与中冷器的冷却水路并行连接。

但是，串联式散热系统仅能满足小功率工作场景下的散热需求，而不能满足大功率工作场景下的散热需求；并联式散热系统虽然能够满足大功率工作场景下的散热需求，但由于在小功率工作场景下也用并联式散热系统，浪费系统能耗。

因此，现有技术中燃料电池散热系统存在不能同时满足不同散热需求的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池散热系统及控制方法，以解决现有技术中燃料电池散热系统存在不能同时满足不同散热需求的问题。

技术方案如下：

本发明提供一种燃料电池散热系统，包括：

第一散热器；

分别与所述第一散热器连接的中冷器和燃料电池；

其中，所述第一散热器的出口通过第一三通阀分别与所述中冷器的进口、所述燃料电池的进口连接；

所述第一散热器的进口通过第二三通阀分别与所述中冷器的出口、所述燃料电池的出口连接；

设置于所述第二三通阀和所述燃料电池出口之间的第三三通阀；

设置于所述第一三通阀和所述中冷器进口之间的第四三通阀；所述第三三通阀和所述第四三通阀连接；

分别与所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀连接的控制装置；

所述控制装置用于控制所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式。

优选地，还包括：

分别设置在所述中冷器的进口位置处和所述燃料电池的出口位置处的温度传感器；

其中，所述温度传感器与所述控制装置连接，用于将检测到的温度信号发送至所述控制装置，使得所述控制装置根据所述温度信号控制所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀动作，以切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式。

优选地，还包括：

与所述第一散热器连接的第二散热器；

其中，所述第一散热器的制冷剂进口与所述第二散热器的制冷剂出口连接，所述第一散热器的制冷剂出口与所述第二散热器的制冷剂进口连接。

优选地，所述第一散热器为风扇散热器，所述第二散热器为空调散热器。

优选地，所述空调散热器包括：

蒸发器；

与所述蒸发器两端分别连接的第五三通阀和第六三通阀；

与所述第六三通阀连接的压缩机；

与所述第五三通阀连接的膨胀阀；

分别与所述压缩机和所述膨胀阀连接的冷凝器；

其中，所述第五三通阀还用于与所述第一散热器的制冷剂进口连接；

所述第六三通阀还用于与所述第一散热器的制冷剂出口连接。

本发明还提供了一种燃料电池散热的控制方法，应用于上述的燃料电池散热系统中，包括：

获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度；

计算所述中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差；

根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式；

控制冷却水在所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路中流动，以对所述燃料电池散热。

优选地，所述根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式包括：

判断所述温度差是否大于或等于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第一预设值，则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路并联连接。

优选地，若判断所述温度差小于第一预设值，则：

判断所述温度差是否大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值小于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第二预设值，则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路串联连接。

优选地，所述获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度之前，还包括：

获取散热信息；其中，所述散热信息包括外界环境温度、燃料电池散热系统所处内部环境温度、燃料电池持续输出预设范围内功率的时间中的至少一项；

判断所述散热信息是否满足预设条件；

若判断所述散热信息满足预设条件，则控制所述第一散热器和第二散热器连接；

控制所述第二散热器对流入所述第一散热器冷却水路中的冷却水进行冷却。

优选地，所述第一散热器为风扇散热器，所述第二散热器为空调散热器；

其中，所述控制所述第二散热器对流入所述第一散热器冷却水路中的冷却水进行冷却包括：

控制所述空调散热器中的制冷剂流入所述风扇散热器的制冷剂回路，以利用制冷剂对所述风扇散热器冷却水路中的冷却水进行冷却。

与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：

从上述技术方案可知，本申请中通过控制装置，控制分别设置在第一散热器的出口、中冷器的进口与燃料电池的进口之间的第一三通阀，设置在第一散热器的进口、中冷器的出口与燃料电池的出口之间的第二三通阀，设置于所述第二三通阀和所述燃料电池出口之间的第三三通阀，设置于所述第一三通阀和所述中冷器进口之间的第四三通阀，这四个三通阀动作，实现切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式。通过切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式，实现在不同散热需求下切换使用与散热需求适应的散热方式进行散热，不仅能够满足不同工况下的散热需求，还能避免系统能源浪费的问题产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种燃料电池散热系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种燃料电池散热系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种燃料电池散热的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的另一种燃料电池散热的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中提供的两种燃料电池散热系统，发明人研究发现：

针对串联式散热系统，冷却水对燃料电池进行冷却后直接流入中冷器中冷却高温气体。当系统功率较大时，燃料电池自身发热功率增大，同时为了满足燃料电池大功率的需求，需要提高进入燃料电池的进气量，导致进入中冷器的气体温度升高。在散热过程中，由于燃料电池自身发热功率增大，产生的热量增大，使得燃料电池流出的冷却水温度升高，温度升高的冷却水直接流入中冷器中冷却温度升高的气体，导致换热能力下降，冷却效果差。

针对并联式散热系统，冷却水分别进入燃料电池和中冷器进行冷却后，进入散热器。当系统功率较小时，燃料电池发热功率减小，同时为了满足燃料电池小功率的需求，降低进入燃料电池的进气量，导致进入中冷器的气体温度降低。在散热过程中，由于燃料电池自身发热功率减小，产生的热量减小，使得燃料电池的进水口冷却水的水温与出水口冷却水的水温之差减小，燃料电池出水口的水温维持相对低温状态，同时，进入中冷器的气体温度低，因此，燃料电池的散热需求较小，利用串联式散热系统即可满足散热需求。而利用并联式散热系统对燃料电池进行散热，由于需要使得冷却水分别流入燃料电池的冷却水路和中冷器的冷却水路，导致控制冷却水在冷却水路中流动的水泵的能耗大，造成不必要的能源浪费。

即现有技术中串联式散热系统仅能满足小功率工作场景下的散热需求，而不能满足大功率工作场景下的散热需求；并联式散热系统虽然能够满足大功率工作场景下的散热需求，但是由于在小功率工作场景下也用并联式散热系统，浪费系统能耗。因此，现有技术中燃料电池散热系统存在不能同时满足不同散热需求的技术问题。

针对此，本实施例提供了一种燃料电池散热系统，参见图1，本实施例中燃料电池散热系统包括：

第一散热器1。

本实施例中第一散热器为风扇散热器。利用风扇对流入散热器的循环水进行降温，通过循环水的流动，将燃料电池中燃料电池电堆产生的热量排放至环境中，同时对进入中冷器的高温气体进行降温。

分别与第一散热器1连接的中冷器2和燃料电池3；

其中，第一散热器1的出口out1通过第一三通阀V1分别与中冷器2的进口in2、燃料电池3的进口in3连接；

第一散热器1的进口in1通过第二三通阀V2分别与中冷器2的出口out2、燃料电池3的出口out3连接；

设置于第二三通阀V2和燃料电池3的出口out3之间的第三三通阀V3；

设置于第一三通阀V1和中冷器2的进口in2之间的第四三通阀V4；

第三三通阀V3和第四三通阀V4连接。

本实施例中，第一三通阀V1、第二三通阀V2、第三三通阀V3、第四三通阀V4均为型号相同的电磁阀。

分别与第一三通阀V1、第二三通阀V2、第三三通阀V3、第四三通阀V4连接的控制装置4；

控制装置4用于控制第一三通阀V1、第二三通阀V2、第三三通阀V3、第四三通阀V4切换中冷器2的冷却水路与燃料电池3的冷却水路之间的连接方式。

其中，中冷器2的冷却水路和燃料电池3的冷却水路之间的连接方式包括串联式连接和并联式连接。

串联式连接指的是燃料电池3的冷却水路中的冷却水对燃料电池电堆进行冷却后，直接流入中冷器2的冷却水路中，以冷却中冷器2中的高温气体。

并联式连接指的是从第一散热器1的出口流出的冷却水从燃料电池的进口进入燃料电池3的冷却水路中以对燃料电池电堆进行冷却，然后从燃料电池3的出口流出，通过第一散热器1的入口流入第一散热器1；从第一散热器1的出口流出的冷却水从中冷器2的进口进入中冷器2的冷却水路中以对中冷器2中的高温气体进行冷却，然后从中冷器2的出口流出，通过第一散热器1的入口流入第一散热器1。

本实施例中控制装置4可以采用发动机控制器，也可以采用整车控制器，还可以在燃料电池散热系统中设置控制装置。

可选地，本实施例中还包括：

分别设置在中冷器2的进口位置处和燃料电池3的出口位置处的温度传感器；

其中，温度传感器与控制装置4连接，用于将检测到的温度信号发送至控制装置4，使得控制装置4根据温度信号控制第一三通阀V1、第二三通阀V2、第三三通阀V3和第四三通阀V4这四个三通阀动作，以切换中冷器2的冷却水路和燃料电池3的冷却水路之间的连接方式。

在实际应用中，由于车辆存在多种运行工况，不同工况下对燃料电池输出功率的要求不同，进而燃料电池工作过程中产生的热量不同，对散热需求不同。

若燃料电池输出功率小时，燃料电池工作过程中产生的热量少，采用中冷器2的冷却水路和燃料电池3的冷却水路串联式连接的方式即可满足散热需求；

若燃料电池输出功率大时，燃料电池工作过程中产生的热量多，采用中冷器2的冷却水路和燃料电池3的冷却水路并联式连接的方式才可满足散热需求。

下面详细介绍基于本实施例公开的燃料电池散热系统，在不同工况下实现散热的方式。

通过设置在中冷器的进口位置处的温度传感器检测到的温度为T_a，通过设置在燃料电池的出口位置处的温度传感器检测到的温度为T_fc。

控制装置接收到T_a和T_fc后，确定T_set2>T_a-T_fc>T_set1，其中，T_set1为第一设定值，T_set2为第二设定值，T_set1<T_set2，则确定中冷器的冷却水路中的冷却水能够满足对中冷器内高温气体的冷却，此种情况下燃料电池工作于输出小功率的工况下。控制第一三通阀V1导通散热器的出口与燃料电池的进口之间的通路，控制第三三通阀V3导通燃料电池的出口和中冷器的进口之间的通路，控制第四三通阀V4导通燃料电池的出口和中冷器的进口之间的通路，控制第二三通阀V2导通中冷器的出口和散热器的进口之间的通路。实现中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的串联式连接。

参见图1所示，按照冷却水的流动方向依次为从第一散热器的出口out1流经第一三通阀V1，从V1流经燃料电池的进口in3，通过燃料电池内的冷却水路，从燃料电池的出口out3流出，经过第三三通阀V3再经过第四三通阀V4，从中冷器的进口in2进入中冷器，通过中冷器内的冷却水路，从中冷器的出口out2流出，经过第二三通阀V2后，通过第一散热器的进口in1进入散热器，利用风扇对进入第一散热器的冷却水进行冷却降温后，再次从第一散热器的出口out1流出，进行下一次冷却水的循环。

控制装置接收到T_a和T_fc后，确定T_a-T_fc>T_set2，则确定中冷器的冷却水路中的冷却水不能满足对中冷器内高温气体的冷却，此种情况下燃料电池工作于输出大功率的工况下。

控制第一三通阀V1导通散热器的出口与燃料电池的进口之间的通路，控制第三三通阀V3导通燃料电池的出口和第二三通阀V2之间的通路，控制第二三通阀V2导通第三三通阀V3和第一散热器进口之间的通路；

控制第一三通阀V1导通第一散热器的出口与第四三通阀V4之间的通路，控制第四三通阀V4导通第一三通阀V1与中冷器的进口之间的通路，控制第二三通阀V2导通中冷器的出口与第一散热器的进口之间的通路。

实现中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的并联式连接。

参见图1所示，对燃料电池进行散热时，冷却水的流动方向依次为从第一散热器的出口out1流经第一三通阀V1，从V1流经燃料电池的进口in3进入燃料电池，通过燃料电池内的冷却水路，从燃料电池的出口out3流出，经过第三三通阀V3再经过第二三通阀V2后，通过第一散热器的进口in1进入散热器，利用风扇对进入第一散热器的冷却水进行冷却降温后，再次从第一散热器的出口out1流出，进行下一次冷却水的循环。其中，此处下一次冷却水的循环可以为对中冷器进行散热的冷却水循环，也可以为仍然对燃料电池进行散热的冷却水循环。

对中冷器进行散热时，冷却水的流动方向依次为从第一散热器的出口out1流经第一三通阀V1并流经第四三通阀V4后，通过中冷器的进口in2流入中冷器，通过中冷器内的冷却水路，从中冷器的出口out2流出，经过第二三通阀V2后，通过第一散热器的进口in1进入散热器，利用风扇对进入第一散热器的冷却水进行冷却降温后，再次从第一散热器的出口out1流出，进行下一次冷却水的循环。其中，此处下一次冷却水的循环可以为对燃料电池进行散热的冷却水循环，也可以为仍然对中冷器进行散热的冷却水循环。

从上述技术方案可知，本实施例中通过控制装置，控制分别设置在第一散热器的出口、中冷器的进口与燃料电池的进口之间的第一三通阀，设置在第一散热器的进口、中冷器的出口与燃料电池的出口之间的第二三通阀，设置于所述第二三通阀和所述燃料电池出口之间的第三三通阀，设置于所述第一三通阀和所述中冷器进口之间的第四三通阀，这四个三通阀动作，实现切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式。通过切换中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间的连接方式，实现在不同散热需求下切换使用与散热需求适应的散热方式进行散热，不仅能够满足不同工况下的散热需求，还能避免系统能源浪费的问题产生。

具体地，在燃料电池输出小功率的工况下，采用中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间串联式连接方式进行散热，在燃料电池输出大功率的工况下，采用中冷器的冷却水路和燃料电池的冷却水路之间并联式连接方式进行散热。

在实际应用中，若燃料电池处于高温环境或者是持续大功率输出时，会存在内部严重的热堆积，此时即使采用并联式连接方式进行散热，但由于第一散热器已经不能满足对冷却水的冷却需求，因此也不能满足燃料电池的散热需求。

针对这一工况，本实施例还提供了另一种燃料电池散热系统，参见图2，本实施例中燃料电池散热系统在图1所示基础上，还包括：

与第一散热器1连接的第二散热器5；

其中，第一散热器1的制冷剂进口与第二散热器5的制冷剂出口连接，第一散热器1的制冷剂出口与第二散热器5的制冷剂进口连接。

本实施例中第二散热器5为空调散热器；

空调散热器包括：

蒸发器51；

与蒸发器51两端分别连接的第五三通阀V5和第六三通阀V6；

与第六三通阀V6连接的压缩机52；

与第五三通阀V5连接的膨胀阀53；

分别与压缩机52和膨胀阀53连接的冷凝器54；

其中，第五三通阀V5还用于与第一散热器1的制冷剂进口连接；

第六三通阀V6还用于与第一散热器1的制冷剂出口连接。

本实施例公开的燃料电池散热系统实现散热的方式为：

检测外界环境温度超过第一温度阈值、检测燃料电池散热系统所在环境温度超过第二温度阈值、检测燃料电池持续大功率输出这三种情况中至少出现一种情况时，确定单独依靠第一散热器散热已经不能满足燃料电池的散热需求。通过控制装置控制第五三通阀V5导通膨胀阀53与第一散热器1的制冷剂进口之间的通路，并控制第六三通阀V6导通压缩机52和第一散热器1的制冷剂出口之间的通路，实现第一散热器1和第二散热器5之间的连接。

同时，控制中冷器的冷却水路与燃料电池的冷却水路之间并联式连接。

参见图2所示，对燃料电池进行散热时，制冷剂的流动方向依次为从第五三通阀V5通过第一散热器的制冷剂入口in4流入第一散热器的制冷剂回路中，并通过第一散热器的制冷剂出口out4流出，经过第六三通阀V6后进入压缩机，从压缩机输出后流入冷凝器中，从冷凝器输出后经过膨胀阀后流经第五三通阀V5，实现一次循环。通过制冷剂实现对第一散热器进口冷却水的快速降温，以提高燃料电池散热系统的散热能力。

在利用制冷剂对第一散热器进口处冷却水的降温的同时，利用降温后的冷却水对燃料电池进行散热。

对燃料电池进行散热时，冷却水的流动方向依次为从第一散热器的出口out1流经第一三通阀V1，从V1流经燃料电池的进口in3进入燃料电池，通过燃料电池内的冷却水路，从燃料电池的出口out3流出，经过第三三通阀V3再经过第二三通阀V2后，通过第一散热器的进口in1进入散热器，利用风扇对进入第一散热器的冷却水进行冷却降温后，再次从第一散热器的出口out1流出，进行下一次冷却水的循环。其中，此处下一次冷却水的循环可以为对中冷器进行散热的冷却水循环，也可以为仍然对燃料电池进行散热的冷却水循环。

对中冷器进行散热时，冷却水的流动方向依次为从第一散热器的出口out1流经第一三通阀V1并流经第四三通阀V4后，通过中冷器的进口in2流入中冷器，通过中冷器内的冷却水路，从中冷器的出口out2流出，经过第二三通阀V2后，通过第一散热器的进口in1进入散热器，利用风扇对进入第一散热器的冷却水进行冷却降温后，再次从第一散热器的出口out1流出，进行下一次冷却水的循环。其中，此处下一次冷却水的循环可以为对燃料电池进行散热的冷却水循环，也可以为仍然对中冷器进行散热的冷却水循环。

通过本实施例提供的燃料电池散热系统，利用制冷剂对第一散热器进口冷却水的快速降温，实现了在高温环境或是燃料电池持续输出大功率的工况下快速散热，提高了燃料电池散热系统的散热能力，避免了燃料电池不会存在因为过热造成寿命衰减的问题产生。

可选地，本实施例中燃料电池散热系统包括：

分别与中冷器2和燃料电池3连接的空气压缩机6；

空气压缩机6用于经由中冷器2向燃料电池3提供气体。

中冷器2位于空气压缩机与燃料电池3之间，利用中冷器2对空气压缩机出口的高温气体进行冷却降温后，再将冷却降温后的气体进入燃料电池3中，以使得维持进入燃料电池的气体温度处于适当的范围内，进而提高燃料电池的工作效率。

基于图1、2所示的燃料电池发动机系统，本实施例提供了一种燃料电池散热的控制方法，参见图3所示，该实施例包括以下步骤：

S301、获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度；

通过设置在中冷器入口位置处的温度传感器，获取中冷器入口处温度；通过设置在燃料电池出口位置处的温度传感器，获取燃料电池出口处温度。

S302、计算所述中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差；

本实施例中步骤S301-S302可以是燃料电池散热系统中的控制装置执行，也可以是发动机控制器执行；在发动机控制器执行步骤S301-S302后，燃料电池散热系统中的控制装置从发动机控制器获取中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差，以根据温度差执行后续步骤。

S303、根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式；

燃料电池散热系统中的控制装置根据温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式。

其中，中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式包括串联式连接方式和并联式连接方式。根据温度差，在串联式连接方式和并联式连接方式之间进行切换。

S304、控制冷却水在所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路中流动，以对所述燃料电池散热。

从上述技术方案可知，本实施例中获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度；计算所述中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差；根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式，实现在不同散热需求下切换使用与散热需求适应的散热方式进行散热，不仅能够满足不同工况下的散热需求，还能避免系统能源浪费的问题产生。

本实施例还提供了另一种燃料电池散热的控制方法，参见图4所示，该实施例包括以下步骤：

S401、获取散热信息；其中，所述散热信息包括外界环境温度、燃料电池散热系统所处内部环境温度、燃料电池持续输出预设范围内功率的时间中的至少一项；

外界环境温度指的是大气环境温度，根据外界环境温度确定当前燃料电池散热系统是工作于高温环境还是工作于常温。由于高温环境下，燃料电池产生热量后热交互能力较差，不能将燃料电池产生的热量散发出去，导致燃料电池散热系统所处环境即散热舱内温度大幅上升。

燃料电池散热系统所处内部环境温度指的是燃料电池散热系统所处在的系统内部环境温度，即散热舱内温度。

根据燃料电池持续输出预设范围内功率的时间，确定燃料电池持续输出大功率的时间。若燃料电池持续输出大功率，将导致燃料电池产生大量热量，散热需求较大。

S402、判断所述散热信息是否满足预设条件；

若判断所述散热信息满足预设条件，则执行步骤S403；

若判断所述散热信息不满足预设条件，则执行步骤S405；

散热信息中只包括外界环境温度时，判断散热信息满足预设条件指的是外界环境温度大于第一温度阈值；外界环境温度大于第一温度阈值，指的是处于高温环境；

散热信息中只包括燃料电池散热系统所处内部环境温度，判断散热信息满足预设条件指的是燃料电池散热系统所处内部环境温度大于第二温度阈值；燃料电池散热系统所处内部环境温度大于第二温度阈值，指的是散热舱内温度过高；

散热信息中只包括燃料电池持续输出预设范围内功率的时间，判断散热信息满足预设条件指的是燃料电池持续输出预设范围内功率的时间大于时间阈值；燃料电池持续输出预设范围内功率的时间大于时间阈值，指的是燃料电池持续工作于输出大功率的工况下。

在散热信息中包括上述任意两项的组合或上述三项时，至少一项满足与该项对应的预设条件时，则确定散热信息满足预设条件。

例如，散热信息包括外界环境温度、燃料电池散热系统所处内部环境温度和燃料电池持续输出预设范围内功率的时间，则外界环境温度大于第一温度阈值、燃料电池散热系统所处内部环境温度大于第二温度阈值、燃料电池持续输出预设范围内功率的时间大于时间阈值中满足至少一项时，确定散热信息满足预设条件。

若散热信息满足预设条件，则确定第一散热器不能满足散热需求；

若散热信息不满足预设条件，则确定第一散热器可以满足散热需求，不需要连接第二散热器。

S403、控制所述第一散热器和第二散热器连接；

本实施例中，第一散热器为风扇散热器，第二散热器为空调散热器。

在第一散热器不能满足散热需求的情况下，控制第一散热器和第二散热器连接，利用第一散热器和第二散热器共同实现散热。

S404、控制所述第二散热器对流入所述第一散热器冷却水路中的冷却水进行冷却；

本实施例中，将空调散热器中的制冷剂导入风扇散热器的制冷剂回路，以利用制冷剂对风扇散热器冷却水路中的冷却水进行冷却。进而实现对冷却水的快速降温，提高燃料电池散热系统的散热能力。

利用第一散热器和第二散热器共同实现散热。在本实施例中，可以顺序执行步骤S405以及后续步骤，还可以直接跳转至步骤S408执行。

S405、获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度；

S406、计算所述中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差；

本实施例中步骤S405-S406的实现方式与上一实施例中步骤S301-S302的实现方式类似，此处不再赘述。

S407、判断所述温度差是否大于或等于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第一预设值，则执行步骤S408；

若判断所述温度差小于第一预设值，则执行步骤S409；

温度差大于或等于第一预设值，则确定燃料电池产热量较大，此时需要采用并联式连接方式实现散热。

S408、控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路并联连接；执行步骤S411；

S409、判断所述温度差是否大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值小于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第二预设值，则执行步骤S410；

温度差小于第一预设值，但是大于第二预设值，则确定燃料电池产热量较小，此时采用串联式连接方式实现散热即可满足散热需求。

S410、控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路串联连接；

S411、控制冷却水在所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路中流动，以对所述燃料电池散热。

从上述技术方案可知，本实施例中利用第二散热器对第一散热器进口冷却水的快速降温，实现了在高温环境或是燃料电池持续输出大功率的工况下快速散热，提高了燃料电池散热系统的散热能力，避免了燃料电池不会存在因为过热造成寿命衰减的问题产生。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种燃料电池散热系统，其特征在于，包括：

第一散热器；

分别与所述第一散热器连接的中冷器和燃料电池；

其中，所述第一散热器的出口通过第一三通阀分别与所述中冷器的进口、所述燃料电池的进口连接；

所述第一散热器的进口通过第二三通阀分别与所述中冷器的出口、所述燃料电池的出口连接；

设置于所述第二三通阀和所述燃料电池出口之间的第三三通阀；

设置于所述第一三通阀和所述中冷器进口之间的第四三通阀；所述第三三通阀和所述第四三通阀连接；

分别与所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀连接的控制装置；

所述控制装置用于控制所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式；

其中所述的散热系统，还包括：

分别设置在所述中冷器的进口位置处和所述燃料电池的出口位置处的温度传感器；

其中，所述温度传感器与所述控制装置连接，用于将检测到的温度信号发送至所述控制装置，使得所述控制装置根据所述温度信号控制所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀和所述第四三通阀动作，以切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，还包括：

与所述第一散热器连接的第二散热器；

其中，所述第一散热器的制冷剂进口与所述第二散热器的制冷剂出口连接，所述第一散热器的制冷剂出口与所述第二散热器的制冷剂进口连接。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述第一散热器为风扇散热器，所述第二散热器为空调散热器。

4.根据权利要求3所述的散热系统，其特征在于，所述空调散热器包括：

蒸发器；

与所述蒸发器两端分别连接的第五三通阀和第六三通阀；

与所述第六三通阀连接的压缩机；

与所述第五三通阀连接的膨胀阀；

分别与所述压缩机和所述膨胀阀连接的冷凝器；

其中，所述第五三通阀还用于与所述第一散热器的制冷剂进口连接；

所述第六三通阀还用于与所述第一散热器的制冷剂出口连接。

5.一种燃料电池散热的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任意一项所述的燃料电池散热系统中，包括：

获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度；

计算所述中冷器入口处温度与所述燃料电池出口处温度之间的温度差；

根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式；

控制冷却水在所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路中流动，以对所述燃料电池散热。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述温度差，切换所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路之间的连接方式包括：

判断所述温度差是否大于或等于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第一预设值，则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路并联连接。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，若判断所述温度差小于第一预设值，则：

判断所述温度差是否大于或等于第二预设值，其中，所述第二预设值小于第一预设值；

若判断所述温度差大于或等于第二预设值，则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀动作，以使得所述中冷器的冷却水路和所述燃料电池的冷却水路串联连接。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，所述获取中冷器入口处温度以及燃料电池出口处温度之前，还包括：

获取散热信息；其中，所述散热信息包括外界环境温度、燃料电池散热系统所处内部环境温度、燃料电池持续输出预设范围内功率的时间中的至少一项；

判断所述散热信息是否满足预设条件；

若判断所述散热信息满足预设条件，则控制所述第一散热器和第二散热器连接；

控制所述第二散热器对流入所述第一散热器冷却水路中的冷却水进行冷却。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述第一散热器为风扇散热器，所述第二散热器为空调散热器；

其中，所述控制所述第二散热器对流入所述第一散热器冷却水路中的冷却水进行冷却包括：

控制所述空调散热器中的制冷剂流入所述风扇散热器的制冷剂回路，以利用制冷剂对所述风扇散热器冷却水路中的冷却水进行冷却。

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