CN112373354B - 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法 - Google Patents

一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112373354B
CN112373354B CN202011279487.3A CN202011279487A CN112373354B CN 112373354 B CN112373354 B CN 112373354B CN 202011279487 A CN202011279487 A CN 202011279487A CN 112373354 B CN112373354 B CN 112373354B
Authority
CN
China
Prior art keywords
port
valve
control module
way
communicated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011279487.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112373354A (zh
Inventor
赵春平
郝义国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grove Hydrogen Energy Technology Group Co ltd
Original Assignee
Wuhan Grove Hydrogen Energy Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Grove Hydrogen Energy Automobile Co Ltd filed Critical Wuhan Grove Hydrogen Energy Automobile Co Ltd
Priority to CN202011279487.3A priority Critical patent/CN112373354B/zh
Publication of CN112373354A publication Critical patent/CN112373354A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112373354B publication Critical patent/CN112373354B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/33Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • B60L58/34Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load by heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法。该系统包括氢燃料电池电堆、散热件和第一水泵连通形成第一闭合回路;第一三通比例阀的第一端口、第二水泵、PTC加热器、第二三通比例阀的第一端口、第二三通比例阀的第二端口、暖风芯体、四通阀的第一端口、四通阀的第二端口、第一三通比例阀的第二端口连通形成第二闭合回路;换热器热管道两端分别与第二三通比例阀的第一端口和四通阀的第三端口连通;换热器冷管道与电池包连通形成第三闭合回路;第一三通比例阀的第三端口与第一闭合回路连通;四通阀的第三端口与第一闭合回路连通;通过控制阀门端口的连通关系,可以控制三条回路的工作模式;能够充分利用能量,从而降低整车能耗。

Description

一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法
技术领域
本发明涉及氢能燃料电池汽车技术领域,尤其涉及一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法。
背景技术
目前国内氢能燃料电池汽车热管理系统中的暖风系统均以PTC(PositiveTemperature Coefficient,正温度系数热敏电阻)进行加热,消耗很大的电能;同时,氢能燃料电池产生的废热通过散热器将热量全部散发到空气中,造成能量浪费比较严重,从而加大了整车能耗,因此,需要有针对性地对热管理系统进行改进,以提高能源利用率。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有技术的上述不足,提出一种能量得到充分利用、降低整车能耗的氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种氢能燃料电池汽车的热管理系统,包括氢燃料电池电堆、散热件和第一水泵依次通过管路连通形成第一闭合回路;和第一三通比例阀的第一端口、第二水泵、PTC加热器、第二三通比例阀的第一端口、第二三通比例阀的第二端口、暖风芯体、四通阀的第一端口、四通阀的第二端口、第一三通比例阀的第二端口依次通过管路连通形成第二闭合回路;换热器的热管道的两端分别与所述第二三通比例阀的第一端口和所述四通阀的第三端口连通;所述换热器的冷管道与电池包通过管路连通形成第三闭合回路;所述第一三通比例阀的第三端口通过第一管路与所述第一闭合回路连通,所述第一管路位于所述氢燃料电池电堆与所述散热件之间;所述四通阀的第三端口通过第二管路与所述第一闭合回路连通;所述第二管路位于所述散热件与所述第一管路之间。
优选的,所述散热件包括散热器和设置在所述散热器旁的电子风扇。
优选的,所述第一闭合回路上设有第一温度传感器,所述第一温度传感器位于所述氢燃料电池电堆与所述散热件之间的管路段上;所述第二闭合回路上设有第二温度传感器,所述第二温度传感器位于所述暖风芯体与所述第二三通比例阀之间的管路段上;所述第三闭合回路上设有第三温度传感器;所述第一三通比例阀、第二三通比例阀和四通阀均为电磁阀;所述热管理系统还包括控制器,所述四通阀、第一三通比例阀、第二三通比例阀和四通阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一水泵、第二水泵、电子风扇和PTC加热器均与所述控制器电连接。
优选的,所述控制器包括温度检测模块、数据分析模块、阀门控制模块、水泵控制模块、风扇控制模块和加热控制模块;所述温度检测模块与所述数据分析模块电连接,所述数据分析模块分别与所述阀门控制模块、水泵控制模块、风扇控制模块和加热控制模块电连接;所述温度检测模块分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器电连接;所述阀门控制模块分别与所述第一三通比例阀、第二三通比例阀和四通阀电连接;所述水泵控制模块分别与所述第一水泵和第二水泵电连接;所述风扇控制模块与所述电子风扇电连接;所述加热控制模块与所述PTC加热器电连接。
一种氢能燃料电池汽车的热管理系统的控制方法,应用如上所述的系统;将氢燃料电池电堆的需求温度记为T1需求,暖风芯体的需求温度记为T2需求,电池包的需求温度记为T3需求,第一温度传感器检测到的温度记为T1,第二温度传感器检测到的温度记为T2,第三温度传感器检测到的温度记为T3;在热管理系统中,T1需求始终大于T2需求,T2需求始终大于T3需求,T1始终大于T2,T2始终大于T3;控制器通过分析比较T1、T2、T3、T1需求、T2需求和T3需求之间的关系,发出相应的指令给第一三通比例阀、第二三通比例阀、四通阀、第一水泵、第二水泵、电子风扇和PTC加热器,具体控制过程如下:
如果T1小于T1需求,则水泵控制模块开启第一水泵和第二水泵,风扇控制模块关闭电子风扇,阀门控制模块控制第一三通比例阀的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第三端口连通,四通阀的第三端口与第四端口连通,加热控制模块开启PTC加热器,使得PTC加热器串接在第一闭合回路中;PTC加热器对第一闭合回路进行加热;
如果T1等于T1需求,阀门控制模块控制第一三通比例阀的第三端口关闭;四通阀的第三端口关闭,第一闭合回路独立工作;风扇控制模块关闭电子风扇;水泵控制模块开启第一水泵;
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块控制第一三通比例阀的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第二端口连通,四通阀的第一端口与第二端口连通;加热控制模块开启PTC加热器,对第二闭合回路进行加热;水泵控制模块开启第二水泵;当T3大于T3需求时,阀门控制模块控制四通阀的第四端口关闭,第二三通比例阀的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块控制四通阀的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块关闭PTC加热器,水泵控制模块关闭第二水泵,阀门控制模块控制四通阀的第四端口关闭,四通阀的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀的第三端口关闭,第二三通比例阀的第一端口与第二端口连通;当T3小于T3需求时,阀门控制模块控制四通阀的第一端口关闭,四通阀的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀的第二端口关闭,第二三通比例阀的第一端口与第三端口连通;
如果T1大于T1需求;则水泵控制模块开启第一水泵,风扇控制模块开启电子风扇,对第一闭合回路降温;
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块控制第一三通比例阀的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第二端口连通,四通阀的第一端口与第三端口连通;加热控制模块开启PTC加热器,对第二闭合回路进行加热;水泵控制模块开启第二水泵;当T3大于T3需求时,阀门控制模块控制四通阀的第四端口关闭,第二三通比例阀的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块控制四通阀的第三端口与第四端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块关闭PTC加热器,水泵控制模块关闭第二水泵,阀门控制模块控制四通阀的第三端口关闭,第一三通比例阀的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,则阀门控制模块控制第一三通比例阀的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀的第一端口与第三端口连通,四通阀的第三端口与第四端口连通;加热控制模块开启PTC加热器,水泵控制模块开启第二水泵。
本发明的一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法。该系统包括氢燃料电池电堆、PTC加热器、第一水泵、第二水泵、散热件、换热器、暖风芯体、第一三通比例阀、第二三通比例阀和四通阀;氢燃料电池电堆、散热件和第一水泵依次通过管路连通形成第一闭合回路;第一三通比例阀的第一端口、第二水泵、PTC加热器、第二三通比例阀的第一端口、第二三通比例阀的第二端口、暖风芯体、四通阀的第一端口、四通阀的第二端口、第一三通比例阀的第二端口依次通过管路连通形成第二闭合回路;换热器的热管道的两端分别与第二三通比例阀的第一端口和四通阀的第三端口连通;换热器的冷管道与电池包通过管路连通形成第二闭合回路;第一三通比例阀的第三端口与第一闭合回路连通;四通阀的第三端口与第一闭合回路连通。通过控制第一三通比例阀、第二三通比例阀和四通阀的各个端口的连通关系,可以控制第一闭合回路、第二闭合回路、第二闭合回路之间的工作模式;在满足整车工况需求的情况下,能够充分利用能量,从而降低整车能耗,提升整车续航里程。
附图说明
图1为本发明实施例的一种氢能燃料电池汽车的热管理系统的结构示意图;
图2为本发明实施例的一种氢能燃料电池汽车的热管理系统的控制原理框图。
图中标记说明:
1、氢燃料电池电堆;2、PTC加热器;3、第一水泵;4、第二水泵;5、散热件;51、散热器;52、电子风扇;6、换热器;61、热管道;62、冷管道;7、暖风芯体;8、第一三通比例阀;9、第二三通比例阀;10、四通阀;11、电池包;12、第一闭合回路;13、第二闭合回路;14、第三闭合回路;15、第一管路;16、第二管路;17、第一温度传感器;18、第二温度传感器;19、第三温度传感器;20、控制器;21、温度检测模块;22、数据分析模块;23、阀门控制模块;24、水泵控制模块;25、风扇控制模块;26、加热控制模块。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示,一种氢能燃料电池汽车的热管理系统,包括氢燃料电池电堆1、散热件5和第一水泵3依次通过管路连通形成第一闭合回路12;和第一三通比例阀8的第一端口、第二水泵4、PTC加热器2、第二三通比例阀9的第一端口、第二三通比例阀9的第二端口、暖风芯体7、四通阀10的第一端口、四通阀10的第二端口、第一三通比例阀8的第二端口依次通过管路连通形成第二闭合回路13;换热器6的热管道61的两端分别与第二三通比例阀9的第一端口和四通阀10的第三端口连通;换热器6的冷管道62与电池包11通过管路连通形成第三闭合回路14;第一三通比例阀8的第三端口通过第一管路15与第一闭合回路12连通,第一管路15位于氢燃料电池电堆1与散热件5之间;四通阀10的第三端口通过第二管路16与第一闭合回路12连通;第二管路16位于散热件5与第一管路15之间。
本发明的一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法。该系统包括氢燃料电池电堆1、散热件5和第一水泵3依次通过管路连通形成第一闭合回路12;和第一三通比例阀8的第一端口、第二水泵4、PTC加热器2、第二三通比例阀9的第一端口、第二三通比例阀9的第二端口、暖风芯体7、四通阀10的第一端口、四通阀10的第二端口、第一三通比例阀8的第二端口依次通过管路连通形成第二闭合回路13;换热器6的热管道61的两端分别与第二三通比例阀9的第一端口和四通阀10的第三端口连通;换热器6的冷管道62与电池包11通过管路连通形成第三闭合回路14;第一三通比例阀8的第三端口通过第一管路15与第一闭合回路12连通,第一管路15位于氢燃料电池电堆1与散热件5之间;四通阀10的第三端口通过第二管路16与第一闭合回路12连通;第二管路16位于散热件5与第一管路15之间。通过控制第一三通比例阀8、第二三通比例阀9和四通阀10的各个端口的连通关系,可以控制第一闭合回路12、第二闭合回路13、第二闭合回路13之间的工作模式;在满足整车工况需求的情况下,能够充分利用能量,从而降低整车能耗,提升整车续航里程。
散热件5的类型可以有多种,在这里不做限定,本实施例中的散热件5可以包括散热器51和设置在散热器51旁的电子风扇52;通过开启电子风扇52,能够加速散热器51的散热效果。
第一闭合回路12上可以设有第一温度传感器17,第一温度传感器17可以位于氢燃料电池电堆1与散热件5之间的管路段上,以以检测第一闭合回路12内液体的温度;第二闭合回路13上设有第二温度传感器18,第二温度传感器18位于暖风芯体7与第二三通比例阀9之间的管路段上,以检测第二闭合回路13内液体的温度;第三闭合回路14上设有第三温度传感器19,以检测第三闭合回路14内液体的温度。
为实现自动控制功能,第一三通比例阀8、第二三通比例阀9和四通阀10均为电磁阀;热管理系统还可以包括控制器20,四通阀10、第一三通比例阀8、第二三通比例阀9和四通阀10、第一温度传感器17、第二温度传感器18、第三温度传感器19、第一水泵3、第二水泵4、电子风扇52和PTC加热器2均可以与控制器20电连接。
如图2所示,控制器20可以包括温度检测模块21、数据分析模块22、阀门控制模块23、水泵控制模块24、风扇控制模块25和加热控制模块26;温度检测模块21可以与数据分析模块22电连接,数据分析模块22可以分别与阀门控制模块23、水泵控制模块24、风扇控制模块25和加热控制模块26电连接;温度检测模块21可以分别与第一温度传感器17、第二温度传感器18和第三温度传感器19电连接,第一温度传感器17、第二温度传感器18和第三温度传感器19可以将检测到的温度值发送给温度检测模块21;阀门控制模块23可以分别与第一三通比例阀8、第二三通比例阀9和四通阀10电连接;水泵控制模块24可以分别与第一水泵3和第二水泵4电连接;风扇控制模块25可以与电子风扇52电连接;加热控制模块26可以与PTC加热器2电连接。
一种氢能燃料电池汽车的热管理系统的控制方法,应用如上的系统;将氢燃料电池电堆1的需求温度记为T1需求,暖风芯体7的需求温度记为T2需求,电池包11的需求温度记为T3需求,第一温度传感器17检测到的温度记为T1,第二温度传感器18检测到的温度记为T2,第三温度传感器19检测到的温度记为T3;在热管理系统中,T1需求始终大于T2需求,T2需求始终大于T3需求,T1始终大于T2,T2始终大于T3;第一温度传感器17将其检测到的温度值T1、第二温度传感器18将其检测到的温度值T2、第三温度传感器19将其检测到的温度值T3发送温度检测模块21,温度检测模块21将温度信号发送给数据分析模块22,数据分析模块22通过分析比较T1、T2、T3、T1需求、T2需求和T3需求之间的关系,发出相应的指令给阀门控制模块23、水泵控制模块24、风扇控制模块25和加热控制模块26;阀门控制模块23发指令控制第一三通比例阀8、第二三通比例阀9和四通阀10的开度以及各端口的连通关系;水泵控制模块24发指令控制第一水泵3和第二水泵4的开启或关闭;风扇控制模块25发指令控制电子风扇52的开启或关闭;加热控制模块26发指令控制PTC加热器2的开启或闭合以及调整PTC加热器2的加热功率,具体控制过程如下:
如果T1小于T1需求,则水泵控制模块24开启第一水泵3和第二水泵4,风扇控制模块25关闭电子风扇52,阀门控制模块23控制第一三通比例阀8的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第三端口连通,四通阀10的第三端口与第四端口连通,使得PTC加热器2串接在第一闭合回路12中,加热控制模块26开启PTC加热器2,并根据需求调整PTC加热器2的加热功率,PTC加热器2对第一闭合回路12进行加热,使得T1温度升高,达到T1需求
如果T1等于T1需求,则阀门控制模块23控制第一三通比例阀8的第三端口关闭;四通阀10的第三端口关闭,使得第一闭合回路12独立工作;风扇控制模块25关闭电子风扇52;水泵控制模块24开启第一水泵3;
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块23控制第一三通比例阀8的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第二端口连通,四通阀10的第一端口与第二端口连通,水泵控制模块24开启第二水泵4,加热控制模块26开启PTC加热器2,并根据需求调整PTC加热器2的加热功率,对第二闭合回路13进行加热,使得T2温度升高,达到T2需求;当T3大于T3需求时,阀门控制模块23控制四通阀10的第四端口关闭,第二三通比例阀9的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块23控制四通阀10的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块26关闭PTC加热器2,水泵控制模块24关闭第二水泵4,阀门控制模块23控制四通阀10的第四端口关闭,四通阀10的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀9的第三端口关闭,第二三通比例阀9的第一端口与第二端口连通;当T3小于T3需求时,阀门控制模块23控制四通阀10的第一端口关闭,四通阀10的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀9的第二端口关闭,第二三通比例阀9的第一端口与第三端口连通;
如果T1大于T1需求;则水泵控制模块24开启第一水泵3,风扇控制模块25开启电子风扇52,并调节电子风扇52的功率,对第一闭合回路12进行降温;
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块23控制第一三通比例阀8的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第二端口连通,四通阀10的第一端口与第三端口连通;加热控制模块26开启PTC加热器2,并根据需求调整PTC加热器2的加热功率,对第二闭合回路13进行加热;水泵控制模块24开启第二水泵4;当T3大于T3需求时,阀门控制模块23控制四通阀10的第四端口关闭,第二三通比例阀9的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块23控制四通阀10的第三端口与第四端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块26关闭PTC加热器2,水泵控制模块24关闭第二水泵4,阀门控制模块23控制四通阀10的第三端口关闭,第一三通比例阀8的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,则阀门控制模块23控制第一三通比例阀8的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀9的第一端口与第三端口连通,四通阀10的第三端口与第四端口连通;水泵控制模块24开启第二水泵4;加热控制模块26开启PTC加热器2,并根据需求调整PTC加热器2的加热功率,使得换热器6与PTC加热器2串联形成的回路温度上升,第三闭合回路14在换热器6中换热,第三闭合回路14的温度T3上升,以满足T3需求
以上未涉及之处,适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围,本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解,凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种氢能燃料电池汽车的热管理系统的控制方法,其特征在于,应用于氢能燃料电池汽车的热管理系统,所述氢能燃料电池汽车的热管理系统包括氢燃料电池电堆(1)、散热件(5)和第一水泵(3)依次通过管路连通形成第一闭合回路(12);和第一三通比例阀(8)的第一端口、第二水泵(4)、PTC加热器(2)、第二三通比例阀(9)的第一端口、第二三通比例阀(9)的第二端口、暖风芯体(7)、四通阀(10)的第一端口、四通阀(10)的第二端口、第一三通比例阀(8)的第二端口依次通过管路连通形成第二闭合回路(13);换热器(6)的热管道(61)的两端分别与所述第二三通比例阀(9)的第一端口和所述四通阀(10)的第三端口连通;所述换热器(6)的冷管道(62)与电池包(11)通过管路连通形成第三闭合回路(14);所述第一三通比例阀(8)的第三端口通过第一管路(15)与所述第一闭合回路(12)连通,所述第一管路(15)位于所述氢燃料电池电堆(1)与所述散热件(5)之间;所述四通阀(10)的第三端口通过第二管路(16)与所述第一闭合回路(12)连通;所述第二管路(16)位于所述散热件(5)与所述第一管路(15)之间;
其中,所述散热件(5)包括散热器(51)和设置在所述散热器(51)旁的电子风扇(52);所述第一闭合回路(12)上设有第一温度传感器(17),所述第一温度传感器(17)位于所述氢燃料电池电堆(1)与所述散热件(5)之间的管路段上;所述第二闭合回路(13)上设有第二温度传感器(18),所述第二温度传感器(18)位于所述暖风芯体(7)与所述第二三通比例阀(9)之间的管路段上;所述第三闭合回路(14)上设有第三温度传感器(19);所述第一三通比例阀(8)、第二三通比例阀(9)和四通阀(10)均为电磁阀;所述热管理系统还包括控制器(20),所述四通阀(10)、第一三通比例阀(8)、第二三通比例阀(9)和四通阀(10)、第一温度传感器(17)、第二温度传感器(18)、第三温度传感器(19)、第一水泵(3)、第二水泵(4)、电子风扇(52)和PTC加热器(2)均与所述控制器(20)电连接;所述控制器(20)包括温度检测模块(21)、数据分析模块(22)、阀门控制模块(23)、水泵控制模块(24)、风扇控制模块(25)和加热控制模块(26);所述温度检测模块(21)与所述数据分析模块(22)电连接,所述数据分析模块(22)分别与所述阀门控制模块(23)、水泵控制模块(24)、风扇控制模块(25)和加热控制模块(26)电连接;所述温度检测模块(21)分别与所述第一温度传感器(17)、第二温度传感器(18)和第三温度传感器(19)电连接;所述阀门控制模块(23)分别与所述第一三通比例阀(8)、第二三通比例阀(9)和四通阀(10)电连接;所述水泵控制模块(24)分别与所述第一水泵(3)和第二水泵(4)电连接;所述风扇控制模块(25)与所述电子风扇(52)电连接;所述加热控制模块(26)与所述PTC加热器(2)电连接;
将氢燃料电池电堆(1)的需求温度记为T1需求,暖风芯体(7)的需求温度记为T2需求,电池包(11)的需求温度记为T3需求,第一温度传感器(17)检测到的温度记为T1,第二温度传感器(18)检测到的温度记为T2,第三温度传感器(19)检测到的温度记为T3;在热管理系统中,T1需求始终大于T2需求,T2需求始终大于T3需求,T1始终大于T2,T2始终大于T3;控制器(20)通过分析比较T1、T2、T3、T1需求、T2需求和T3需求之间的关系,发出相应的指令给第一三通比例阀(8)、第二三通比例阀(9)、四通阀(10)、第一水泵(3)、第二水泵(4)、电子风扇(52)和PTC加热器(2),所述控制方法具体控制过程如下:
如果T1小于T1需求,则水泵控制模块(24)开启第一水泵(3)和第二水泵(4),风扇控制模块(25)关闭电子风扇(52),阀门控制模块(23)控制第一三通比例阀(8)的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第三端口连通,四通阀(10)的第三端口与第四端口连通,加热控制模块(26)开启PTC加热器(2),使得PTC加热器(2)串接在第一闭合回路(12)中;PTC加热器(2)对第一闭合回路(12)进行加热;
如果T1等于T1需求,阀门控制模块(23)控制第一三通比例阀(8)的第三端口关闭;四通阀(10)的第三端口关闭,第一闭合回路(12)独立工作;风扇控制模块(25)关闭电子风扇(52);水泵控制模块(24)开启第一水泵(3);
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块(23)控制第一三通比例阀(8)的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第二端口连通,四通阀(10)的第一端口与第二端口连通;加热控制模块(26)开启PTC加热器(2),对第二闭合回路(13)进行加热;水泵控制模块(24)开启第二水泵(4);当T3大于T3需求时,阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第四端口关闭,第二三通比例阀(9)的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块(26)关闭PTC加热器(2),水泵控制模块(24)关闭第二水泵(4),阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第四端口关闭,四通阀(10)的第一端口与第二端口连通,第二三通比例阀(9)的第三端口关闭,第二三通比例阀(9)的第一端口与第二端口连通;当T3小于T3需求时,阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第一端口关闭,四通阀(10)的第二端口与第四端口连通,第二三通比例阀(9)的第二端口关闭,第二三通比例阀(9)的第一端口与第三端口连通;
如果T1大于T1需求;则水泵控制模块(24)开启第一水泵(3),风扇控制模块(25)开启电子风扇(52),对第一闭合回路(12)降温;
若此时T2小于T2需求,则阀门控制模块(23)控制第一三通比例阀(8)的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第二端口连通,四通阀(10)的第一端口与第三端口连通;加热控制模块(26)开启PTC加热器(2),对第二闭合回路(13)进行加热;水泵控制模块(24)开启第二水泵(4);当T3大于T3需求时,阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第四端口关闭,第二三通比例阀(9)的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第三端口与第四端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第三端口连通;
若此时T2大于T2需求,当T3大于T3需求时,则加热控制模块(26)关闭PTC加热器(2),水泵控制模块(24)关闭第二水泵(4),阀门控制模块(23)控制四通阀(10)的第三端口关闭,第一三通比例阀(8)的第三端口关闭;当T3小于T3需求时,则阀门控制模块(23)控制第一三通比例阀(8)的第一端口与第三端口连通,第二三通比例阀(9)的第一端口与第三端口连通,四通阀(10)的第三端口与第四端口连通;加热控制模块(26)开启PTC加热器(2),水泵控制模块(24)开启第二水泵(4)。
CN202011279487.3A 2020-11-16 2020-11-16 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法 Active CN112373354B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011279487.3A CN112373354B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011279487.3A CN112373354B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112373354A CN112373354A (zh) 2021-02-19
CN112373354B true CN112373354B (zh) 2022-04-01

Family

ID=74585424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011279487.3A Active CN112373354B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112373354B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113246801B (zh) * 2021-05-12 2022-05-03 中国第一汽车股份有限公司 一种燃料电池汽车整车热管理系统
CN113346112B (zh) * 2021-05-28 2022-08-19 黄冈格罗夫氢能汽车有限公司 一种大功率并联燃料电池散热系统及控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5642881B2 (ja) * 2011-08-17 2014-12-17 株式会社日立製作所 車両用機器温調システム
CN102496730A (zh) * 2011-11-24 2012-06-13 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电系统低温启动的热管理系统及其方法
CN107298001A (zh) * 2017-06-30 2017-10-27 浙江合众新能源汽车有限公司 一种纯电动汽车整车热管理系统及控制方法
KR102474358B1 (ko) * 2017-12-08 2022-12-05 현대자동차 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
CN109532565B (zh) * 2018-11-12 2020-10-16 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种氢燃料电池汽车热管理系统及控制方法
CN109291830B (zh) * 2018-11-20 2019-12-20 吉林大学 一种燃料电池汽车热管理系统及其控制方法
CN111231619A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统和车辆
CN110217076A (zh) * 2019-07-09 2019-09-10 武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司 一种燃料电池循环水热管理控制系统
CN110834515A (zh) * 2019-10-31 2020-02-25 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 一种氢能汽车采暖系统
CN111497687A (zh) * 2020-04-16 2020-08-07 汉腾汽车有限公司 一种低压燃料电池汽车的控温系统
CN111717076B (zh) * 2020-05-19 2022-03-22 东风汽车集团有限公司 混合动力汽车燃料电池热管理系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112373354A (zh) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113246807B (zh) 燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质
CN112373354B (zh) 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法
US9982587B2 (en) Cooling system for engine
CN108054459B (zh) 一种车辆电池包的热管理系统及热管理方法
CN110676481A (zh) 一种氢能汽车燃料电池热管理系统
CN108376808A (zh) 一种汽车电池温度调节装置
JP2000315512A (ja) 燃料電池の温度調節装置
CN206364154U (zh) 一种电动车辆液冷电池箱的散热装置
CN109546259B (zh) 一种电动汽车电池包恒温控制系统及控制方法
KR20140088922A (ko) 연료전지 시스템의 냉각수 온도 제어 장치 및 방법
KR20190045995A (ko) 차량용 냉각시스템 및 그 제어방법
CN115241491B (zh) 一种燃料电池水热管理系统的控制方法
CN106364282B (zh) 一种汽车乘员舱热交换系统、控制方法及汽车
CN113525025B (zh) 热管理系统及其控制方法
CN111746224A (zh) 一种增程式电动汽车热管理系统及其控制方法
US20240123789A1 (en) Vehicle heating control method and apparatus, device, medium, and program product
CN108944333B (zh) 用于纯电动车辆的制暖控制系统和制暖控制方法
CN113270611A (zh) 燃料电池热管理系统及方法
US11616242B2 (en) Method for controlling fuel cell
US10436102B2 (en) Cooling system for vehicles and control method thereof
CN111380168B (zh) 空调系统及空调系统的控制方法
JP2005188327A (ja) 車両冷却装置
CN113948742A (zh) 一种用于多燃电系统的散热装置以及车辆
CN111439111B (zh) 热管理系统的控制方法、控制装置、可读存储介质及车辆
CN112373355B (zh) 一种氢能燃料电池汽车的热管理系统及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 430000 Building 1, No. 99, Weilai Third Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province

Patentee after: Grove Hydrogen Energy Technology Group Co.,Ltd.

Address before: 430000 Building 1, No. 99, Weilai Third Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province

Patentee before: WUHAN LUOGEFU HYDROGEN ENERGY AUTOMOBILE Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A thermal management system and control method for hydrogen fuel cell vehicles

Granted publication date: 20220401

Pledgee: Jinan Luneng Kaiyuan Group Co.,Ltd.

Pledgor: Grove Hydrogen Energy Technology Group Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980009137

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right