CN113733855B - 一种电动汽车低温快速启动系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池的低温快速启动系统及控制方法,涉及汽车技术领域,包括收集燃料电池电动汽车所产生余热的燃料电池余热系统,利用燃料电池电动汽车所产生的余热对乘客舱进行加热的乘客舱非独立水暖系统;且通过电加热使动力电池升温的动力电池电加热系统及通过利用燃料电池电动汽车产生的余热对循环介质进行加热的动力电池水加热系统,本发明采用多个循环加热系统,不仅利用了燃料电池产生的余热,还将燃料电池产生余热用于乘客舱和动力电池的加热,使动力电池快速温升,节省了等待车辆加热启动的时间,且利用燃料电池的余热加热乘客舱减少了能耗,间接提高了电动汽车的续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,具体而言,涉及一种电动汽车低温快速启动系统及控制方法。
背景技术
燃料电池是一种以氢气为燃料,以氧气为氧化剂,将燃料的化学能直接转化为电能的电化学发电装置,不受卡诺循环效应的限制,具有效率高、噪音小、无污染、零排放和能量转换效率高等优点,且燃料电池作为动力源,替代了传统的内燃机动力,不仅驱动效率、稳定性和可靠性明显提高,而且排放能达到零污染并在电动汽车上得到广泛应用,然而现有的燃料电池电动汽车在使用过程中还存在着下列问题:
1、由于动力电池在低温下可允许的充电功率和放电功率受到限制,导致燃料电池电动汽车在低温环境下启动车辆困难,甚至无法满足启动条件,从而使电动汽车无法满足正常行驶,现有的动力电池主要依靠内部加热膜加热,加热时长达一个多小时方可满足燃料电池系统的启动条件,等待加热时间较长。
2、燃料电池能量转换率不高,现有的燃料电池电动汽车使用燃料电池系统的工作温度范围在60-80℃,能量转换效率一般在50%以上,剩余的能量将以热量的形式散发,例如燃料电池系统输出功率是100kW,则同时产生100kW热量,造成能量的损耗,现有燃料电池电动汽车对这部份的废热利用率较低。
3、燃料电池电动汽车乘客舱低温取暖均消耗电动汽车额外的电能和附加燃料,没有利用燃料电池产生的余热对乘客舱内进行加热,造成了能源的损耗,进而缩短了电动汽车的续航里程。
发明内容
本发明提供一种电动汽车低温快速启动系统及控制方法,目的在于解决现有的电动汽车在低温情况下启动等待时间较长、不能较好的利用燃料电池产生的余热对乘客舱进行加热等问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种电动汽车低温快速启动系统,其特征在于,包括:
燃料电池余热系统,收集电动汽车燃料电池所产生的余热;
乘客舱非独立水暖系统,利用电动汽车燃料电池所产生的余热对循环介质进行加热,进而使乘客舱加热升温;
动力电池电加热系统,通过电加热使动力电池升温;
当动力电池处于低温状态时,采用动力电池电加热系统对动力电池进行加热;
当乘客舱处于低温状态需要加热时,利用燃料电池余热系统为乘客舱供热。
优选的,上述乘客舱非独立水暖系统还可通过电加热器循环介质进行加热。
优选的,还包括动力电池水加热系统,利用电动汽车燃料电池产生的余热对循环介质进行加热,进而对动力电池进行加热。
优选的,上述动力电池水加热系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。
优选的,上述燃料电池余热系统包括经过燃料电池系统并吸收其散发出热量的热循环管路,上述热循环管路上设有用于散发热量的燃料电池散热器;上述热循环管路还包括一个对外供热的分支管路,该分支管路上设有对外供热的换热板块。
优选的,上述动力电池电加热系统包括与动力电池连接并对其输入电流的燃料电池系统及对动力电池进行加热的电加热设备。
优选的,上述燃料电池余热系统中设有第一冷却循环介质,该第一冷却循环介质为电导率小于5uS/cm去离子防冻液;上述动力电池水加热系统和乘客舱非独立水暖系统中均设有第二冷却循环介质,该第二冷却循环介质为乙二醇加防冻液。
本发明还包括一种电动汽车电池的低温快速启动系统的控制方法,旨在根据周围环境和动力电池温度的不同,选择合适的加热方式,使动力电池快速温升,包括以下步骤:
S1、开启燃料电池并收集燃料电池产生的余热;
S2、利用燃料电池产生的余热为循环介质进行加热,并通过热循环管路使循环介质加热后产生的热量对乘客舱进行加热;
S3、当动力电池的温度处于低温状态时,利用电加热对动力电池进行加热。
S4、当乘客舱处于低温状态时,利用燃料电池产生的余热加热循环介质使乘客舱加热升温;
进一步,上述循环介质的加热方式还可通过电加热器加热循环介质。
S5、循环介质还可对动力电池进行加热,当动力电池处于低温状态时,优先利用燃料电池的余热对循环介质进行加热进而使动力电池加热升温。
进一步,上述循环介质还可采用电加热器的方式进行加热。
燃料电池收集余热的步骤为:
燃料电池开启自加热模式,加热设置在其内的循环介质,循环介质加热后产生的热量用于对动力电池和乘客舱进行加热。
当燃料电池处于开启或关闭状态且动力电池需要加热时,此时具体的加热步骤如下:
若动力电池处于低温状态且燃料电池处于关闭状态时,利用电加热器加热循环介质和电加热的方式对动力电池进行加热;
若动力电池处于低温状态且燃料电池处于开启状态时,利用燃料电池产生的余热加热循环介质和电加热的方式对动力电池进行加热。
当燃料电池处于开启或关闭状态且乘客舱需要加热时,此时具体的加热步骤如下:
若动力电池温度处于正常使用状态且燃料电池处于开启状态时,此时若乘客舱有取暖需求,利用燃料电池的余热加热循环介质为乘客舱加热升温;
若动力电池温度处于正常使用状态且燃料电池处于关闭状态时,此时若乘客舱有取暖需求,利用电加热器加热循环介质为乘客舱加热升温。
由上述对本发明结构的描述可知,本发明具有如下优点:
其一,本发明增加了燃料电池余热系统,通过收集燃料电池产生的余热并利用燃料电池产生的余热对动力电池和乘客舱进行加热,不仅节省了等待车辆启动运行的时间,还减少了乘客舱的加热能耗,间接提高了电动汽车的续航里程。
其二,本发明乘客舱非独立水暖系统增加了燃料电池余热系统的加热方案,且还保留有传统的电加热器方案,一方面可以降低加热器功率,另一方面可以充分利用燃料电池产生的热量,降低整车加热能耗,并且还可以根据整车状态和温度智能选择最佳的加热方案。
其三,本发明动力电池水加热系统利用了燃料电池余热系统产生的余热,并将余热用于加热动力电池水加热系统中的循环介质,使动力电池升温,不仅节约了能耗,还使动力电池快速温升,实现在低温环境下动力电池及时满足燃料电池系统正常工作的条件。
附图说明
图1为本发明电动汽车的低温快速启动系统的结构示意图。
图2为本发明电动汽车的低温快速启动系统的电气结构示意图。
附图标记:
R1-燃料电池余热系统;R2-动力电池水加热系统;R3-乘客舱非独立水暖系统;R4-动力电池电加热系统;
1-燃料电池系统;11-燃料电池系统正极;12-燃料电池系统负极;21-第一温度传感器;22-第二温度传感器;23-第三温度传感器;24-第四温度传感器;201-第一三通阀;202-第二三通阀;203-第三三通阀;204-第四三通阀;31-第一水泵;32-第二水泵;33-第三水泵;41-第一膨胀水箱;42-第二膨胀水箱;5-燃料电池散热器;6-换热板块;61-第一通道;62-第二通道;7-第一电池箱体;71-第二电池箱体;73-第N电池箱体;73-动力电池正极;74-动力电池负极;8-电加热器;81-电加热器正极;82-电加热器负极;9-车内散热器;10-高压配电盒;101-加热膜;102-加热膜正极;103-加热膜负极;1001-冷却管路。
图中S1、S2、S3、S4、S5均表示为继电器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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;在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
参照图1,一种电动汽车的低温快速启动系统及控制方法,包括可对燃料电池产生的余热加以利用的燃料电池余热系统R1、可利用燃料电池产生的余热对动力电池加热的动力电池水加热系统R2,可利用燃料电池产生的余热对乘客舱进行加热的乘客舱非独立水暖系统R3及通过电加热使动力电池升温的动力电池电加热系统R4,通过多个加热系统对动力电池进行加热,使动力电池快速温升,且充电和放电功率不受限制,节省了等待车辆加热充电的时间。
燃料电池余热系统R3是由依次连接的燃料电池系统1、第一温度传感器21、第一三通阀201的PB方向、换热板块6、燃料电池散热器5、第一膨胀水箱41、第一水泵31、第二温度传感器22及冷却管路1001共同组成的加热循环,上述换热板块6包括第一通道61和第二通道62,上述三通阀的通向位置可进行调节,这样可通过调节三通阀通向位置和换热板块6的不同通道,实现循环系统的智能切换,可以根据不同需求来选择是否利用燃料电池的余热。
乘客舱非独立水暖系统R2包括两个循环系统,第一个循环系统为燃料电池余热加热系统,是由依次连接的第二通道62、第二三通阀202的AB方向、第三三通阀203的AB方向、车内散热器9、第三水泵33、第四三通阀204的AB方向及冷却管路1001组成的加热循环;第二个循环系统为电加热器加热水暖系统,是由依次连接的第三三通阀203的PB方向、车内散热器9、第三水泵33、电加热器8及冷却管路1001组成的加热循环;
动力电池水加热系统R2包括两个循环系统,第一个循环系统为燃料电池余热加热系统,是由依次连接的第二通道62、第二三通阀203的AP方向、第三温度传感器23、第N电池箱体72、第四温度传感器204、第二水泵32、第四三通阀204的PA方向及冷却管路1001组成的加热循环;第二个循环系统为电加热器水加热系统,是由依次连接的第二水泵32、第四三通阀204的PB方向、电加热器8、第三三通阀203的PA方向、第二三通阀202的BP方向、第三温度传感器23、第N电池箱体72、第四温度传感器24及冷却管路1001组成的加热循环。
参照图2,动力电池电加热系统R4采用动力电池内置加热膜101加热方案,由第一电池箱体7、第二电池箱体71、第N电池箱体72、加热膜101、动力电池正极73、动力电池负极74、加热膜正极102、加热膜负极103、高压配电盒10、继电器S1、继电器S2、继电器S3、继电器S4、继电器S5、燃料电池系统正极11、燃料电池系统负极12、电加热器8、电加热器正极81、电加热器负极82和燃料电池系统1组成;
其中第N电池箱体72内部的加热膜101采用串联方案,加热膜正极102通过继电器S2与电加热器8及燃料电池系统1的正极连接,加热膜负极103通过继电器S5与电加热器8及燃料电池系统1的负极连接。其中,加热膜101紧贴在电池电芯模组的侧面,通过通电线圈发热的原理,再经过热传递从而使电池升温。
上述燃料电池系统正极11通过继电器S1与动力电池正极73连接,燃料电池系统负极12通过继电器S4与动力电池负极74连接;电加热器正极81通过继电器S3与动力电池正极73连接,电加热器负极82与燃料电池系统负极12共用继电器S4,均与动力电池负极74连接。上述动力电池与燃料电池系统1、电加热器8等整车设备的连接,均通过高压配电盒10进行分配、管理、检测等功能。
参照图1和图2,燃料电池系统1、第一温度传感器21、第一三通阀201、换热板块6的第一通道61、燃料电池散热器5、第一膨胀水箱41、第一水泵31、第二温度传感器22及冷却管路1001均使用第一冷却循环介质,该第一冷却循环介质采用电导率小于5uS/cm去离子防冻液;
换热板块6的第二通道62、第二水泵32、第二三通阀202、第三温度传感器23、第一电池箱体7、第二电池箱体71、第N电池箱体72、第四温度传感器24、第三三通阀203、第三水泵33、第二膨胀水箱42、电加热器8、车内散热器9及冷却管路1001均使用第二冷却循环介质,该第二冷却循环介质采用乙二醇加防冻液。
参照图1,在使用时,燃料电池余热系统1通过控制第一三通阀201的PA方向和PB方向,可以实现第一冷却循环介质在换热板块6与燃料电池散热器5之间进行串联与并联系统切换。在整车无需燃料电池余热时,第一三通阀201切换至PA方向,此时第一三通阀201的PB方向处于关闭状态,直接将换热板块6进行短路,有效降低第一冷却循环介质的水阻,提高燃料电池系统1散热效率;
在冬季温度低时,整车需要燃料电池余热加热时,第一三通阀201切换至PB方向,此时第一三通阀201的PA方向处于关闭状态,第一冷却循环介质将换热板块6的第一通道61与燃料电池散热器5进行串联,且第一冷却循环介质在换热板块6之间实现热量传递,同时可以降低燃料电池散热器5的散热能力。
在整车无需燃料电池余热时,第一冷却循环介质依次经过燃料电池系统1、第一温度传感器21、第一三通阀201的PA方向、燃料电池散热器5、第一水泵31和第二温度传感器22,此时燃料电池产生的热量主要被燃料电池散热器5所吹向空气中,确保燃料电池系统1内部温度控制在适宜温度范围。
在冬季温度低时,整车需要燃料电池余热再循环利用时,第一冷却循环介质依次经过燃料电池系统1、第一温度传感器21、第一三通阀201的PB方向、换热板块6的第一通道61、燃料电池散热器5、第一水泵31和第二温度传感器22,此时燃料电池产生的热量先被换热板块6吸收,剩余热量被燃料电池散热器5吹向空气中。
上述第一电池箱体7、第二电池箱体71及第N电池箱体72的冷却水路均采取并联方案,不仅降低了电池箱体内部水冷板的流阻,且第二冷却循环介质在电池箱体外部先经第三温度传感器23,然后分流到第N电池箱体,再汇合后穿过第四温度传感器24,在满足使用要求的冷却流量下,电池单体温度差控制在T0。
参照图1和图2,该电动汽车的低温快速启动系统的控制方法旨在不同温度下采用合适的加热方案,具体步骤如下:
步骤一,当环境温度低于T0(如-20℃或-20℃以下),动力电池温度低于(T0+10),动力电池剩余电量高于SOCmax,燃料电池系统1处于关闭状态,此时整车低温快速启动系统将开启动力电池水加热系统R2和动力电池电加热系统R4,采用其中的电加热器水加热系统和加热膜电热方案;电加热器水加热系统采用第二冷却循环介质,先后流经第二水泵32、第四三通阀204的PB方向、电加热器8、第三三通阀203的PA方向、第二三通阀202的BP方向、第三温度传感器23、第N电池箱体72、第四温度传感器24及第二水泵32,形成一个加热循环,此时电加热器8处于加热状态,加热功率为P0,直至动力电池平均温度高于0℃,电加热器8停止加热,与此同时动力电池箱体内部的加热膜101也处于同步加热状态,加热功率为P1,直至电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,加热膜101停止加热。
步骤二,当环境温度低于T0(如-20℃或-20℃以下),动力电池温度低于(T0+10),动力电池剩余电量低于SOCmin,燃料电池系统1处于开启状态,此时整车低温快速启动系统将开启动力电池水加热系统R2、动力电池电加热系统R4、乘客舱非独立水暖系统R3和燃料电池余热系统R1。动力电池水加热系统将采用燃料电池余热加热系统,利用燃料电池的余热为动力电池进行加热;
为快速提高动力电池温升,达到动力电池正常充放电功率,此时开启动力电池电加热系统R4,加热膜101处于加热状态,加热功率为P1,直至电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,加热膜101停止加热。此时由于燃料电池系统1处于开启状态,燃料电池产生的电能无法被动力电池或整车其他用电设备全部吸收,整车低温快速启动系统强制开启乘客舱非独立水暖系统R3,第二冷却介质流经电加热器8、第三水泵33、车内散热器9、第三三通阀203的BP向及电加热器8,形成一个加热循环,此时电加热器8的加热功率为P0;
燃料电池余热系统R1在满足燃料电池内部小循环后,当第一冷却循环介质高于(55-60)℃后,将开启循环加热系统,即第一冷却循环介质依次通过燃料电池系统1、第一温度传感器21、第一三通阀201的PB方向、第一通道61、燃料电池散热器5、第一水泵31、第二温度传感器22及燃料电池系统1,形成一个加热循环,此时燃料电池输出功率为P2,且满足P2≤(P0+P1),从而确保燃料电池产生的电量完全被动力电池加热膜101和电加热器8吸收,避免出现动力电池低温过充现象。
在不同温度环境下燃料电池系统处于开启或关闭状态时,采用以下步骤:
步骤三,当环境温度低于T1(如-10℃或-10℃以下),动力电池温度低于(T1+10),动力电池剩余电量高于SOCmax,燃料电池系统1处于关闭状态,此时整车低温快速启动系统将开启高效的加热膜101电加热方案,加热功率为P1,直至电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,加热膜101停止加热。
此时若司机强制开启乘客舱非独立水暖系统R3,第二冷却介质依次流经电加热器8、第三水泵33、车内散热器9、第三三通阀203的BP方向、电加热器8,此时电加热器8的加热功率为P0。随着整车用电设备消耗动力电池的电量,动力电池剩余电量SOC逐渐降低至SOCmin,燃料电池系统1方可开启。
步骤四,当环境温度低于T1(如-10℃或-10℃以下),动力电池温度低于(T1+10),动力电池剩余电量低于SOCmin,燃料电池系统1处于开启状态,此时整车低温快速启动系统将开启动力电池水加热系统R2、乘客舱非独立水暖系统R3和燃料电池余热系统R1。此时动力电池水加热系统R2采用燃料电池余热加热系统。
而此时乘客舱非独立水暖系统R3采用电加热器水暖系统,即第二循环介质依次流经第三水泵33、车内散热器9、第三三通阀203的BP方向、电加热器8及第三水泵33形成一个循环;且燃料电池自身的余热循环系统也处于开启状态,此时整车集成热管理系统共有三个水循环。为降低整车加热能耗,此时将关闭动力电池电加热系统R4,仅采用动力电池水加热系统R2可以达到电池升温要求。
在动力电池不需要加热且燃料电池处于开启或关闭状态时,若乘客舱有取暖需求,车辆执行以下步骤:
步骤五,当动力电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,动力电池充放电功率满足燃料电池系统正常输出,此时环境温度仍低于T2(如10℃或10℃以下),动力电池剩余电量高于SOCmax,燃料电池系统1处于关闭状态,乘客舱仍需要取暖需求,此时整车低温快速启动系统将开启乘客舱非独立水暖系统R3中的电加热器水暖系统,此时电加热器8的加热功率为P0。
步骤六,当动力电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,动力电池充放电功率满足燃料电池系统1正常输出,此时环境温度仍低于T2(如10℃或10℃以下),动力电池剩余电量低于SOCmin,燃料电池系统1处于开启状态,乘客舱仍需要取暖需求,此时整车低温快速启动系统将开启乘客舱非独立水暖系统R3和燃料电池余热系统R1,但此时乘客舱非独立水暖系统R1采用燃料电池余热加热系统,利用燃料电池所产生的余热对乘客舱进行加热。
通过在不同情况下多种加热循环的转换,本发明实现了动力电池在低温情况下快速升温,节省了等待车辆的时间,并且还利用了燃料电池系统产生的余热对动力电池和乘客舱进行加热,不仅节省了能源的消耗,还间接增长了电动汽车的续航。
上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种电动汽车电池的低温快速启动系统,其特征在于,包括:
燃料电池余热系统,收集电动汽车燃料电池所产生的余热;其中,所述燃料电池余热系统包括:燃料电池系统;
乘客舱非独立水暖系统,利用燃料电池余热系统所收集的余热对循环介质进行加热,进而使乘客舱加热升温;所述乘客舱非独立水暖系统还可通过电加热器对循环介质进行加热;其中,所述乘客舱非独立水暖系统包括:电加热器加热水暖系统以及燃料电池余热加热系统;
动力电池电加热系统,通过电加热使动力电池升温;其中,所述动力电池电加热系统包括:加热膜;
当动力电池处于低温状态时,采用动力电池电加热系统对动力电池进行加热;
当乘客舱处于低温状态需要加热时,利用燃料电池余热系统为乘客舱供热;
还包括动力电池水加热系统,利用燃料电池余热系统为动力电池水加热系统供热,使动力电池水加热系统的循环介质升温,进而对动力电池进行加热;其中,所述动力电池水加热系统包括:电加热器水加热系统;
若环境温度低于T0,所述动力电池的温度低于(T0+10),所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,所述燃料电池系统处于关闭状态,开启所述动力电池水加热系统和所述动力电池电加热系统中的所述电加热器水加热系统和加热膜电热;
若所述环境温度低于T0,所述动力电池的温度低于(T0+10),所述动力电池的剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,开启所述动力电池水加热系统、所述动力电池电加热系统、所述乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统;
若所述环境温度低于T1,所述动力电池温度低于(T1+10),所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,所述燃料电池系统处于关闭状态,开启所述加热膜电加热,加热功率为P1,直至所述动力电池的最高温度高于TBat_max0或所述动力电池的电池单体平均温度高于TBat_mean0,加热膜101停止加热;
若所述环境温度低于T1,动力电池温度低于(T1+10),动力电池剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,开启所述动力电池水加热系统、所述乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统;
若所述动力电池的最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,所述动力电池的充放电功率满足所述燃料电池系统正常输出,所述环境温度仍低于T2,所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,所述燃料电池系统处于关闭状态,乘客舱仍有取暖需求,开启所述乘客舱非独立水暖系统中的所述电加热器加热水暖系统,此时所述电加热器的加热功率为P0;
若所述动力电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,所述动力电池的充放电功率满足所述燃料电池系统正常输出,此时所述环境温度仍低于T2,所述动力电池的剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,乘客舱有取暖需求,此时开启所述乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统,所述乘客舱非独立水暖系统采用所述燃料电池余热加热系统,利用燃料电池所产生的余热对乘客舱进行加热。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池的低温快速启动系统,其特征在于:所述动力电池水加热系统还可通过电加热器对循环介质进行加热。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池的低温快速启动系统,其特征在于:所述燃料电池余热系统包括经过燃料电池系统并吸收其散发出热量的热循环管路,所述热循环管路上设有用于散发热量的燃料电池散热器;所述热循环管路还包括一个对外供热的分支管路,该分支管路上设有对外供热的换热板块。
4.根据权利要求2所述的电动汽车电池的低温快速启动系统,其特征在于:所述燃料电池余热系统中设有第一冷却循环介质,该第一冷却循环介质为电导率小于5uS/cm去离子防冻液;所述动力电池水加热系统和乘客舱非独立水暖系统中均设有第二冷却循环介质,该第二冷却循环介质为乙二醇加防冻液。
5.一种电动汽车电池的低温快速启动系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、开启燃料电池并收集燃料电池产生的余热;
S2、利用燃料电池产生的余热为循环介质进行加热,并通过热循环管路使循环介质加热后产生的热量对乘客舱进行加热;所述循环介质的加热方式还可通过电加热器加热循环介质;
S3、当动力电池的温度处于低温状态时,利用电加热对动力电池进行加热;循环介质还可对动力电池进行加热,当动力电池处于低温状态时,优先利用燃料电池的余热对循环介质进行加热进而使动力电池加热升温;所述循环介质还可采用电加热器加热的方式;若动力电池处于低温状态且燃料电池处于关闭状态时,利用电加热器加热循环介质和电加热的方式对动力电池进行加热;若动力电池处于低温状态且燃料电池处于开启状态时,利用燃料电池产生的余热加热循环介质和电加热的方式对动力电池进行加热;
S4、当乘客舱处于低温状态时,利用燃料电池产生的余热加热循环介质使乘客舱加热升温;若动力电池温度处于正常使用状态且燃料电池处于开启状态时,此时若乘客舱有取暖需求,利用燃料电池的余热加热循环介质为乘客舱加热升温;若动力电池温度处于正常使用状态且燃料电池处于关闭状态时,此时若乘客舱有取暖需求,利用电加热器加热循环介质为乘客舱加热升温;
所述方法还包括:
若环境温度低于T0,所述动力电池的温度低于(T0+10),所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,燃料电池余热系统的燃料电池系统处于关闭状态,开启动力电池水加热系统和动力电池电加热系统中的电加热器水加热系统和加热膜电热;
若所述环境温度低于T0,所述动力电池的温度低于(T0+10),所述动力电池的剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,开启所述动力电池水加热系统、所述动力电池电加热系统、乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统;
若所述环境温度低于T1,所述动力电池温度低于(T1+10),所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,所述燃料电池系统处于关闭状态,开启所述加热膜电加热,加热功率为P1,直至所述动力电池的最高温度高于TBat_max0或所述动力电池的电池单体平均温度高于TBat_mean0,加热膜101停止加热;
若所述环境温度低于T1,动力电池温度低于(T1+10),动力电池剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,开启所述动力电池水加热系统、所述乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统;
若所述动力电池的最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,所述动力电池的充放电功率满足所述燃料电池系统正常输出,所述环境温度仍低于T2,所述动力电池的剩余电量高于SOCmax,所述燃料电池系统处于关闭状态,乘客舱仍有取暖需求,开启所述乘客舱非独立水暖系统中的电加热器加热水暖系统,此时所述电加热器的加热功率为P0;
若所述动力电池最高温度高于TBat_max0或电池单体平均温度高于TBat_mean0,所述动力电池的充放电功率满足所述燃料电池系统正常输出,此时所述环境温度仍低于T2,所述动力电池的剩余电量低于SOCmin,所述燃料电池系统处于开启状态,乘客舱有取暖需求,此时开启所述乘客舱非独立水暖系统和所述燃料电池余热系统,所述乘客舱非独立水暖系统采用燃料电池余热加热系统,利用燃料电池所产生的余热对乘客舱进行加热。
6.根据权利要求5所述的电动汽车电池的低温快速启动系统的控制方法,其特征在于,所述步骤S1中,燃料电池收集余热的方式为:
燃料电池开启自加热模式,加热设置在其内的循环介质,循环介质加热后产生的热量用于对动力电池和乘客舱进行加热。
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