CN113246807A - 燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质。系统包括：电堆冷却加热回路，包括依次连接的散热器、节温器、电堆水泵、电堆及电堆温度传感器，节温器能控制回路中冷却液是否经过散热器；电池冷却加热回路，包括依次连接的电池、电池水泵、电池温度传感器及电池三通阀；制热回路，包括依次连接的氢气燃烧加热器、暖风芯体、制热回路后端温度传感器、制热三通阀、制热水泵、换热器及制热回路前端温度传感器；制冷回路，包括互相连接的空调及冷却器，冷却器与电池冷却加热回路换热；电堆冷却加热回路及电池冷却加热回路均与制热回路连接，制冷回路与电池冷却加热回路连接。本发明能为电堆和电池暖机及能供驾驶员取暖。

Description

燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质
技术领域
本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其涉及一种燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质。
背景技术
燃料电池混合动力汽车存在两种动力源，也就是燃料电池发动机和动力电池。由于燃料电池发动机在低温环境下，其转化效率很低，需要暖机。动力电池在低温环境下其放电功率也很低，尤其在电池的荷电状态较低的情况下，温度对于电池的放电能力影响很大。另外，在燃料电池混合动力车上，大多采用PTC热风空调来为驾驶员提供暖风，这种取暖方式经济性较差。
因此，亟待提供一种燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池混合动力汽车热管理系统、方法、车辆及介质，能够为燃料电池发动机和动力电池暖机，提升燃料电池发动机和动力电池的效率，同时还能实现空调经济的供暖。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种燃料电池混合动力汽车热管理系统，包括：
电堆冷却加热回路、电池冷却加热回路、制热回路以及制冷回路；
所述电堆冷却加热回路包括依次连接的散热器、节温器、电堆水泵、电堆及电堆温度传感器，所述节温器包括进液口C、出液口A以及出液口B，出液口A连接所述散热器，出液口B引出一条支路连接至所述散热器的后端；所述散热器处设置有用于向所述散热器吹风的冷却风扇；
所述电池冷却加热回路包括依次连接的电池、电池水泵、电池温度传感器及电池三通阀；
所述制热回路包括依次连接的氢气燃烧加热器、暖风芯体、制热回路后端温度传感器、制热三通阀、制热水泵、换热器及制热回路前端温度传感器；
所述制冷回路包括互相连接的空调及冷却器，所述冷却器用于与所述电池冷却加热回路换热；
其中，所述电池三通阀包括接口A、接口B及接口C，接口B及接口C连接在所述电池冷却加热回路中，接口A连接至所述换热器未与所述制热回路连接的一侧的出口，所述换热器未与所述制热回路连接的一侧的入口连接至接口B的前端；
所述制热三通阀包括接口A、接口B及接口C，接口A及接口B连接在所述制热回路中，接口C连接至所述电堆温度传感器的后端，所述制热回路后端温度传感器与接口A之间引出一条支路连接至所述节温器的进液口C的前端。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理系统的可选方案，所述燃料电池混合动力汽车热管理系统还包括：
整车控制单元VCU，用于控制所述冷却风扇、所述节温器、所述电堆水泵、所述制热三通阀、所述制热水泵及所述氢气燃烧加热器；
电池管理系统BMS，用于控制电池水泵及电池三通阀；
空调控制器AC，用于控制所述暖风芯体的风速，以及用于控制所述冷却器在所述电池过热时对所述电池进行冷却；
燃料电池电堆控制单元FCCU，用于所述电堆的氢气供给控制和所述氢气燃烧加热器的氢气供给控制。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理系统的可选方案，所述电堆及所述氢气燃烧加热器均连接至氢气瓶，所述氢气燃烧加热器与所述氢气瓶之间设置有第一电磁阀，所述所述电堆与所述氢气瓶之间设置有第二电磁阀。
一种基于上述燃料电池混合动力汽车热管理系统的燃料电池混合动力汽车热管理方法，包括如下步骤：
判断空调是否有暖风请求；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度小于暖机模式电池温度门限值Th1或电堆冷却液温度小于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度大于等于暖机模式电池温度门限值Th1且电堆冷却液温度大于等于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度大于暖机模式电池温度上限值Th3且电堆冷却液温度大于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度小于等于暖机模式电池温度上限值Th3或电堆冷却液温度小于等于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入空调暖机模式。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理方法的可选方案，当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度和燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器的进氢气量，并转化为第一电磁阀的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀的占空比以控制氢气燃烧加热器的进气量，整车控制单元VCU控制节温器使其BC方向连通，A方向关闭，整车控制单元VCU控制制热三通阀的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵、电堆水泵及电池水泵均处于工作状态，电池三通阀的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于不工作状态。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理方法的可选方案，当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖风暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度、燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、空调的目标温度Tac、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器的进氢气量，并转化为第一电磁阀的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀的占空比以控制氢气燃烧加热器的进气量，整车控制单元VCU控制电子节温器使其BC方向连通，A方向关闭，制热三通阀的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵、电堆水泵及电池水泵均处于工作状态，电池三通阀的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于暖风模式，暖风芯体将氢气燃烧加热器产生的热量吹出供驾驶员取暖。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理方法的可选方案，当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池都暖机完成，整车控制单元VCU根据电堆是否工作和电堆温度传感器上报的温度T106、空调的目标温度Tac、制热回路后端温度传感器上报的温度T207来判断制热三通阀的工作状态、氢气燃烧加热器的工作状态和各水泵的工作状态：
1)当燃料电池电堆不工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵处于工作状态，制热三通阀的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵工作，氢气燃烧加热器处于停机模式；
2)当燃料电池电堆不工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵处于断开状态，制热三通阀的C方向关闭，AB方向导通，制热水泵工作，氢气燃烧加热器处于工作模式；
3)当燃料电池电堆工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵处于工作状态，制热三通阀的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵工作，氢气燃烧加热器处于停机模式；
4)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵处于断开状态，制热三通阀的AB方向导通，C方向关闭，制热水泵工作，氢气燃烧加热器处于工作模式；
5)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac且T106＜T207，整车控制单元VCU控制电堆水泵处于工作状态，制热三通阀的C方向关闭，AB方向打开，电动水泵工作，氢气燃烧加热器处于工作模式；
在正常空调模式下，电池管理单元BMS控制电池三通阀的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理单元BMS控制电池水泵的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池，此时，电池管理单元BMS控制电池三通阀的BC方向导通，A端关闭，电池水泵处于最大转速工作状态。
作为上述燃料电池混合动力汽车热管理方法的可选方案，当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却冷却模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池都暖机完成，且空调无暖风需求，整车控制单元VCU控制制热三通阀的AB方向导通，C端关闭，制热水泵不工作，根据电堆是否工作和电堆温度传感器上报的温度控制电堆水泵的转速和冷却风扇的转速，电池管理单元BMS控制电池三通阀的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理系统BMS控制电池水泵的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池，此时，电池管理系统BMS控制电池三通阀的BC方向导通，A端关闭，电池水泵处于最大转速工作状态。
一种车辆，所述车辆包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法。
本发明的有益之处在于：在燃料电池混合动力汽车热管理系统中增设了制热回路，制热回路能将热量传递给电堆冷却加热回路和电池冷却加热回路，为燃料电池发动机及动力电池暖机，避免燃料电池发动机在低温环境下转化效率低，及避免动力电池在低温环境下放电功率低的问题。同时，还可以通过制热回路或燃料电池电堆反应产生的废热为空调暖风芯体供热，提升空调供暖的经济性。
附图说明
图1为本发明中燃料电池混合动力汽车热管理系统实施例的结构示意图；
图2为本发明中燃料电池混合动力汽车热管理系统的控制部分的示意图；
图3为本发明中氢气燃烧加热器和燃料电池电堆与氢气瓶连接的示意图；
图4为本发明中燃料电池混合动力汽车热管理方法的流程图。
101、散热器；102、冷却风扇；103、节温器；104、电堆水泵；105、电堆；106、电堆温度传感器；201、氢气燃烧加热器；202、暖风芯体；203、制热三通阀；204、制热水泵；205、换热器；206、制热回路前端温度传感器；207、制热回路后端温度传感器；301、电池温度传感器；302、电池水泵；303、冷却器；304、电池三通阀；305、电池；306、空调；401、第一电磁阀；402、第二电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
实施例一
本发明实施例一提供一种燃料电池混合动力汽车热管理系统。如图1所示，燃料电池混合动力汽车热管理系统包括：电堆冷却加热回路、电池冷却加热回路、制热回路以及制冷回路。
电堆冷却加热回路包括依次连接的散热器101、节温器103、电堆水泵104、电堆105及电堆温度传感器106，散热器101处设置有用于向散热器101吹风的冷却风扇102。具体的，节温器103包括进液口C、出液口A以及出液口B，节温器103的出液口A连接散热器101的入口，散热器101的出口连接电堆水泵104的入口，节温器103的出液口B引出一条支路连接至散热器101的后端，散热器101的后端也就是散热器101电堆水泵104之间，电堆水泵104的出口连接至电堆105的冷却液入口，电堆的冷却液出口连接节温器103的进液口C，电堆温度传感器106设置在电堆105与节温器103之间，以检测电堆冷却加热回路的温度。
电池冷却加热回路包括依次连接的电池305、电池水泵302、电池三通阀304及电池温度传感器301。具体的，电池三通阀304包括接口A、接口B及接口C，电池三通阀304的接口C连接电池的冷却液入口，电池的冷却液出口连接电池水泵302的入口，电池水泵302的出口连接电池三通阀304的接口B，电池水泵302的出口后端设置电池温度传感器301，以检测电池冷却加热回路的温度。
制热回路包括依次连接的氢气燃烧加热器201、暖风芯体202、制热回路后端温度传感器207、制热三通阀203、制热水泵204、换热器205及制热回路前端温度传感器206。具体的，氢气燃烧加热器201连接暖风芯体202，制热三通阀203包括接口A、接口B及接口C，暖风芯体202连接制热三通阀203的接口A，制热三通阀203的接口B连接制热水泵204的入口，制热水泵204的出口连接换热器205的入口，换热器205的出口连接氢气燃烧加热器201，换热器205与氢气燃烧加热器201之间设置制热回路前端温度传感器206，暖风芯体202与制热三通阀203的接口A之间设置制热回路后端温度传感器207。制热三通阀203的接口C连接至电堆温度传感器106的后端，也就是连接至电堆温度传感器106和节温器103之间，制热回路后端温度传感器207与制热三通阀203的接口A之间引出一条支路连接至节温器103的进液口C的前端，且连接点位于制热三通阀203的接口C与电堆冷却加热回路的连接点之后。
制冷回路包括互相连接的空调306及冷却器303，如图1所示，冷却器303还与电池冷却加热回路连接，以实现与电池冷却加热回路换热，便于通过空调来冷却电池。
电池冷却加热回路与制热回路之间通过换热器205连接换热。如图1所示，换热器205的一侧连接在制热回路中，另一侧连接在电池冷却加热回路中。换热器205与电池冷却加热回路连接的一侧的入口连接至电池温度传感器301和电池三通阀304的接口B之间(电池温度传感器301和电池三通阀304的接口B之间也就是电池三通阀304的接口B的前端)，换热器205与电池冷却加热回路连接的一侧的出口连接电池三通阀304的接口A。
参考图2，于一实施例中，燃料电池混合动力汽车热管理系统还包括整车控制单元VCU、电池管理系统BMS、空调控制器AC以及燃料电池电堆控制单元FCCU。
整车控制单元VCU，用于控制冷却风扇102、节温器103、电堆水泵104、制热三通阀203、制热水泵204及氢气燃烧加热器201。整车控制单元VCU的输入信号包括空调控制器AC上报给整车控制单元VCU的制热回路前端和后端温度信号、空调目标温度、电池管理系统BMS上报的电池冷却加热回路以及燃料电池电堆控制单元FCCU上报的氢气剩余量和电堆冷却加热回路温度，另外，整车控制单元VCU向燃料电池电堆控制单元FCCU发送氢气燃烧加热器201氢气阀的控制指令。
电池管理系统BMS，用于控制电池水泵302及电池三通阀304。电池管理系统BMS的输入信号主要包括电池温度传感器301上报的电池冷却加热回路温度，其发出电池冷却请求给空调控制器AC。
空调控制器AC，用于控制暖风芯体202风速，以及用于控制冷却器303在电池过热时对电池进行冷却；
燃料电池电堆控制单元FCCU，用于电堆的氢气供给控制和氢气燃烧加热器201的氢气供给控制。燃料电池电堆控制单元FCCU提供给整车控制单元VCU氢气瓶的压力信号(该信号指示氢气瓶内氢气量)，并接受并执行整车控制单元VCU的对于氢气燃烧加热器201的控制电磁阀的控制指令。
图3为本发明中氢气燃烧加热器201和燃料电池电堆与氢气瓶连接的示意图，如图3所示，电堆105及氢气燃烧加热器201均连接至氢气瓶，氢气瓶通过两个电磁阀与氢气燃烧加热器201和燃料电池电堆进行连接。具体的，氢气燃烧加热器201与氢气瓶之间设置有第一电磁阀401，电堆105与氢气瓶之间设置有第二电磁阀402。第一电磁阀401和第二电磁阀402为电控比例阀，燃料电池电堆控制单元FCCU根据氢气瓶的压力控制第一电磁阀401和第二电磁阀402的占空比来控制进入氢气燃烧加热器201和燃料电池电堆的氢气量。
实施例二
基于上述燃料电池混合动力汽车热管理系统，本发明还提供一种燃料电池混合动力汽车热管理方法，图4为本发明中燃料电池混合动力汽车热管理方法的流程图，图4中各参数的含义为：
BatTemp：电池温度；
FcTemp：电堆冷却液温度；
Th1：暖机模式电池温度门限；
Th2：暖机模式电堆温度门限；
Th3：暖机模式电池温度上限；
Th4：暖机模式电堆温度上限；
如图4所示，燃料电池混合动力汽车热管理方法包括如下步骤：
判断空调是否有暖风请求；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度小于暖机模式电池温度门限值Th1或电堆冷却液温度小于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度大于等于暖机模式电池温度门限值Th1且电堆冷却液温度大于等于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度大于暖机模式电池温度上限值Th3且电堆冷却液温度大于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度小于等于暖机模式电池温度上限值Th3或电堆冷却液温度小于等于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入空调暖机模式。
进一步的，当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器201处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度和燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器201的进氢气量，并转化为第一电磁阀401的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀401的占空比以控制氢气燃烧加热器201的进气量，整车控制单元VCU控制节温器103使其BC方向连通，A方向关闭(节温器103默认的导通情况是BC方向连通，A方向关闭，只有在电堆105需要冷却时才将节温器103的A方向导通，使冷却液经过散热器101进行冷却)，整车控制单元VCU控制制热三通阀203的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵204处于工作状态(其工作转速根据制热回路前端温度传感器206的温度查表)，电堆水泵104处于工作状态(其工作转速根据燃料电池电堆控制单元FCCU的温度设计，以使电堆105快速暖机)，电池水泵302处于工作状态，节温器103的BC方向导通，A方向关闭，电池三通阀304的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于不工作状态。
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖风暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器201处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度、燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、空调的目标温度Tac、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器201的进氢气量，并转化为第一电磁阀401的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀401的占空比以控制氢气燃烧加热器201的进气量，整车控制单元VCU控制电子节温器103使其BC方向连通，A方向关闭，制热三通阀203的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵204、电堆水泵104及电池水泵302均处于工作状态，电池三通阀304的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于暖风模式，暖风芯体202将氢气燃烧加热器201产生的热量吹出供驾驶员取暖。
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池305都暖机完成，整车控制单元VCU根据电堆105是否工作和电堆温度传感器106上报的温度T106、空调的目标温度Tac、制热回路后端温度传感器207上报的温度T207来判断制热三通阀203的工作状态、氢气燃烧加热器201的工作状态和各水泵的工作状态：
1)当燃料电池电堆不工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵104处于工作状态，制热三通阀203的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵204工作，氢气燃烧加热器201处于停机模式；此模式下利用燃料电池电堆产生的废热为空调提供暖风；
2)当燃料电池电堆不工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵104处于断开状态，制热三通阀203的C方向关闭，AB方向导通，制热水泵204工作，氢气燃烧加热器201处于工作模式；此模式下通过氢气燃烧加热器201为空调提供暖风；
3)当燃料电池电堆工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵104处于工作状态，制热三通阀203的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵204工作，氢气燃烧加热器201处于停机模式；此模式下利用燃料电池电堆产生的废热为空调提供暖风；
4)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵104处于断开状态，制热三通阀203的AB方向导通，C方向关闭，制热水泵204工作，氢气燃烧加热器201处于工作模式；此模式下通过氢气燃烧加热器201为空调提供暖风；
5)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac且T106＜T207，整车控制单元VCU控制电堆水泵104处于工作状态，制热三通阀203的BC方向导通，A方向关闭，电动水泵工作，氢气燃烧加热器201处于工作模式；此模式下通过氢气燃烧加热器201为空调提供暖风；
在正常空调模式下，电池管理单元BMS控制电池三通阀304的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理单元BMS控制电池水泵302的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池305，此时，电池管理单元BMS控制电池三通阀304的BC方向导通，A端关闭，电池水泵302处于最大转速工作状态。也就是说，电池三通阀304的导通情况根据电池305的温度变化。
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却冷却模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池305都暖机完成，且空调无暖风需求，整车控制单元VCU控制制热三通阀203的AB方向导通，C端关闭，制热水泵204不工作，根据电堆105是否工作和电堆温度传感器106上报的温度控制电堆水泵104的转速和冷却风扇102的转速，需要冷却电堆105时将节温器103的AC方向导通，B方向关闭，使冷却液经过散热器101来冷却；电池管理单元BMS控制电池三通阀304的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理系统BMS控制电池水泵302的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池305，此时，电池管理系统BMS控制电池三通阀304的BC方向导通，A端关闭，电池水泵302处于最大转速工作状态。
本发明中，在燃料电池混合动力汽车热管理系统中增设了制热回路，制热回路能将热量传递给电堆冷却加热回路和电池冷却加热回路，为燃料电池发动机及动力电池暖机，避免燃料电池发动机在低温环境下转化效率低，及避免动力电池在低温环境下放电功率低的问题。同时，还可以通过制热回路或燃料电池电堆反应产生的废热为空调暖风芯体202供热，提升空调供暖的经济性。
实施例三
本发明实施例三还提供一种车辆，车辆的组件可以包括但不限于：车辆本体、一个或者多个处理器，存储器，连接不同系统组件(包括存储器和处理器)的总线。
存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的燃料电池混合动力汽车热管理方法对应的程序指令。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的燃料电池混合动力汽车热管理方法。
存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实施例四
本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种燃料电池混合动力汽车热管理方法，该燃料电池混合动力汽车热管理方法包括如下步骤：
判断空调是否有暖风请求；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度小于暖机模式电池温度门限值Th1或电堆冷却液温度小于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度大于等于暖机模式电池温度门限值Th1且电堆冷却液温度大于等于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度大于暖机模式电池温度上限值Th3且电堆冷却液温度大于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度小于等于暖机模式电池温度上限值Th3或电堆冷却液温度小于等于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入空调暖机模式。
当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的燃料电池混合动力汽车热管理方法中的相关操作。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用，使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程设备。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过计算机可读存储介质进行传输。计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如，同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如，红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如，固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种燃料电池混合动力汽车热管理系统，其特征在于，包括：
电堆冷却加热回路、电池冷却加热回路、制热回路以及制冷回路；
所述电堆冷却加热回路包括依次连接的散热器(101)、节温器(103)、电堆水泵(104)、电堆(105)及电堆温度传感器(106)，所述节温器(103)包括进液口C、出液口A以及出液口B，出液口A连接所述散热器(101)，出液口B引出一条支路连接至所述散热器(101)的后端；所述散热器(101)处设置有用于向所述散热器(101)吹风的冷却风扇(102)；
所述电池冷却加热回路包括依次连接的电池(305)、电池水泵(302)、电池温度传感器(301)及电池三通阀(304)；
所述制热回路包括依次连接的氢气燃烧加热器(201)、暖风芯体(202)、制热回路后端温度传感器(207)、制热三通阀(203)、制热水泵(204)、换热器(205)及制热回路前端温度传感器(206)；
所述制冷回路包括互相连接的空调(306)及冷却器(303)，所述冷却器(303)用于与所述电池冷却加热回路换热；
其中，所述电池三通阀(304)包括接口A、接口B及接口C，接口B及接口C连接在所述电池冷却加热回路中，接口A连接至所述换热器(205)未与所述制热回路连接的一侧的出口，所述换热器(205)未与所述制热回路连接的一侧的入口连接至接口B的前端；
所述制热三通阀(203)包括接口A、接口B及接口C，接口A及接口B连接在所述制热回路中，接口C连接至所述电堆温度传感器(106)的后端，所述制热回路后端温度传感器(207)与接口A之间引出一条支路连接至所述节温器(103)的进液口C的前端。
2.根据权利要求1所述的燃料电池混合动力汽车热管理系统，其特征在于，还包括：
整车控制单元VCU，用于控制所述冷却风扇(102)、所述节温器(103)、所述电堆水泵(104)、所述制热三通阀(203)、所述制热水泵(204)及所述氢气燃烧加热器(201)；
电池管理系统BMS，用于控制电池水泵(302)及电池三通阀(304)；
空调控制器AC，用于控制所述暖风芯体(202)的风速，以及用于控制所述冷却器(303)在所述电池(305)过热时对所述电池(305)进行冷却；
燃料电池电堆控制单元FCCU，用于所述电堆(105)的氢气供给控制和所述氢气燃烧加热器(201)的氢气供给控制。
3.根据权利要求2所述的燃料电池混合动力汽车热管理系统，其特征在于，
所述电堆(105)及所述氢气燃烧加热器(201)均连接至氢气瓶，所述氢气燃烧加热器(201)与所述氢气瓶之间设置有第一电磁阀(401)，所述电堆(105)与所述氢气瓶之间设置有第二电磁阀(402)。
4.一种基于权利要求3所述燃料电池混合动力汽车热管理系统的燃料电池混合动力汽车热管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
判断空调是否有暖风请求；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度小于暖机模式电池温度门限值Th1或电堆冷却液温度小于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式；
若空调没有暖风请求，并且：电池温度大于等于暖机模式电池温度门限值Th1且电堆冷却液温度大于等于暖机模式电堆温度门限值Th2，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度大于暖机模式电池温度上限值Th3且电堆冷却液温度大于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式；
若空调有暖风请求，并且：电池温度小于等于暖机模式电池温度上限值Th3或电堆冷却液温度小于等于暖机模式电堆温度上限值Th4，则控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入空调暖机模式。
5.根据权利要求4所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法，其特征在于，
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器(201)处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度和燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器(201)的进氢气量，并转化为第一电磁阀(401)的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀(401)的占空比以控制氢气燃烧加热器(201)的进气量，整车控制单元VCU控制节温器(103)使其BC方向连通，A方向关闭，整车控制单元VCU控制制热三通阀(203)的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵(204)、电堆水泵(104)及电池水泵(302)均处于工作状态，电池三通阀(304)的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于不工作状态。
6.根据权利要求4所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法，其特征在于，
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入暖风暖机模式时：
整车控制单元VCU控制氢气燃烧加热器(201)处于工作状态，整车控制单元VCU根据电池管理系统BMS上报的电池温度、燃料电池电堆控制单元FCCU上报的电堆回路的温度、空调的目标温度Tac、氢气瓶压力计算相应的氢气燃烧加热器(201)的进氢气量，并转化为第一电磁阀(401)的占空比信号，发送给燃料电池电堆控制单元FCCU，燃料电池电堆控制单元FCCU控制第一电磁阀(401)的占空比以控制氢气燃烧加热器(201)的进气量，整车控制单元VCU控制电子节温器(103)使其BC方向连通，A方向关闭，制热三通阀(203)的BC方向连通，A方向关闭，制热水泵(204)、电堆水泵(104)及电池水泵(302)均处于工作状态，电池三通阀(304)的AC方向连通，B方向关闭，空调控制器AC控制空调处于暖风模式，暖风芯体(202)将氢气燃烧加热器(201)产生的热量吹出供驾驶员取暖。
7.根据权利要求4所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法，其特征在于，
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常空调模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池(305)都暖机完成，整车控制单元VCU根据电堆(105)是否工作和电堆温度传感器(106)上报的温度T106、空调的目标温度Tac、制热回路后端温度传感器(207)上报的温度T207来判断制热三通阀(203)的工作状态、氢气燃烧加热器(201)的工作状态和各水泵的工作状态：
1)当燃料电池电堆不工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵(104)处于工作状态，制热三通阀(203)的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵(204)工作，氢气燃烧加热器(201)处于停机模式；
2)当燃料电池电堆不工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵(104)处于断开状态，制热三通阀(203)的C方向关闭，AB方向导通，制热水泵(204)工作，氢气燃烧加热器(201)处于工作模式；
3)当燃料电池电堆工作时，如果T106≥Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵(104)处于工作状态，制热三通阀(203)的BC方向导通，A方向关闭，制热水泵(204)工作，氢气燃烧加热器(201)处于停机模式；
4)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac，整车控制单元VCU控制电堆水泵(104)处于断开状态，制热三通阀(203)的AB方向导通，C方向关闭，制热水泵(204)工作，氢气燃烧加热器(201)处于工作模式；
5)当燃料电池电堆工作时，如果T106＜Tac且T106＜T207，整车控制单元VCU控制电堆水泵(104)处于工作状态，制热三通阀(203)的C方向关闭，AB方向打开，电动水泵工作，氢气燃烧加热器(201)处于工作模式；
在正常空调模式下，电池管理单元BMS控制电池三通阀(304)的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理单元BMS控制电池水泵(302)的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池，此时，电池管理单元BMS控制电池三通阀(304)的BC方向导通，A端关闭，电池水泵(302)处于最大转速工作状态。
8.根据权利要求4所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法，其特征在于，
当控制燃料电池混合动力汽车热管理系统进入正常冷却冷却模式时：
该模式下燃料电池电堆和电池(305)都暖机完成，且空调无暖风需求，整车控制单元VCU控制制热三通阀(203)的AB方向导通，C端关闭，制热水泵(204)不工作，根据所述电堆(105)是否工作和电堆温度传感器(106)上报的温度控制电堆水泵(104)的转速和冷却风扇(102)的转速，电池管理单元BMS控制电池三通阀(304)304的AC方向导通，B端关闭，当电池温度低于一定值Tbat1时，电池管理系统BMS控制电池水泵(302)的转速在一定值内线性变化，当电池温度大于一定值Tbat2时，通过空调制冷来冷却电池，此时，电池管理系统BMS控制电池三通阀(304)的BC方向导通，A端关闭，电池水泵(302)处于最大转速工作状态。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求4-8中任一所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求4-8中任一所述的燃料电池混合动力汽车热管理方法。
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