CN113130935A - 燃料电池尾排热能量循环利用*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池尾排热能量循环利用***，包括电堆，所述电堆通过管路连通三通开关阀，所述三通开关阀通过管路连通尾排一，三通开关阀的前侧通路通过管路连接蒸发器，所述蒸发器位于驾驶室内，所述蒸发器通过管路连通驾驶室外的尾排二，所述电堆通过管路连通三通比例阀，所述三通比例阀的右侧通路通过管路连接散热器，所述散热器通过管路连接四通比例阀的右侧通路，四通比例阀的后侧通路通过管路连接PTC加热器，所述四通比例阀的前侧通路通过管路连接蒸发器。小循环与驾驶室内部加热PTC共用一个部件，利用燃料电池的尾排热量和正常工作后的***热量给驾驶室供暖，不但可以减少一个PTC加热零部件，节约成本，也可以提高续航里程。

Description

燃料电池尾排热能量循环利用***
技术领域
本发明涉及整车热能量利用技术领域，具体为一种燃料电池尾排热能量循环利用***。
背景技术
在冬季，驾驶室内需求取暖，需要用到加热***，目前，燃料电池整车的***加热一般为单独设置PTC，不与燃料电池的加热***共用，这样成本高，同时经济性差，降低了整车的续航里程。且目前结构，有多个加热器，布置管路多，整体能量利用率低，因为零件数量多故障率还高。为此，我们提出燃料电池尾排热能量与内部小循环热量循环利用***。
发明内容
本发明的目的在于提供燃料电池尾排热能量与内部小循环热量循环利用***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：燃料电池尾排热能量循环利用***，包括电堆，所述电堆通过管路连通三通开关阀，所述三通开关阀通过管路连通尾排一，三通开关阀的前侧通路通过管路连接蒸发器，所述蒸发器位于驾驶室内，所述蒸发器通过管路连通驾驶室外的尾排二，所述电堆通过管路连通三通比例阀，所述三通比例阀的右侧通路通过管路连接散热器，所述散热器通过管路连接四通比例阀的右侧通路，四通比例阀的后侧通路通过管路连接PTC加热器，所述PTC加热器通过管路连接三通比例阀的前端通路，所述四通比例阀的左侧通路通过管路连接高压水泵，所述高压水泵通过管路连接电堆，所述四通比例阀的前侧通路通过管路连接蒸发器，所述蒸发器通过管路连接三通比例阀。
优选的，所述驾驶室内设有风扇，所述风扇位于蒸发器的左侧。
优选的，所述电堆进口处设有电堆进口温度传感器，所述电堆出口处设有设有电堆出口温度传感器。
优选的，所述驾驶室内设有控制器，控制器分别电性连接温度传感器，三通开关阀，三通比例阀，四通比例阀，PTC加热器，高压水泵和蒸发器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、PTC加热不但可以给电堆加热还可以给驾驶室加热，电堆和驾驶室共用加热器；
2、利用电堆尾排能量给驾驶室加热，提高能量利用率，提高续航里程。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图中标号：1电堆、2三通开关阀、3尾排一、4蒸发器、5驾驶室、51风扇、6尾排二、7三通比例阀、8散热器、9四通比例阀、10PTC加热器、11高压水泵、12电堆出口温度传感器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：燃料电池尾排热能量循环利用***，包括电堆1，电堆1通过管路连通三通开关阀2，电堆1进口处设有电堆进口温度传感器，电堆1出口处设有设有电堆出口温度传感器12。三通开关阀2通过管路连通尾排一3，通过三通开关阀2控制尾排的流向；三通开关阀2的前侧通路通过管路连接蒸发器4，蒸发器4位于驾驶室5内，驾驶室5内设有风扇51，风扇51位于蒸发器4的左侧。蒸发器4通过管路连通驾驶室5外的尾排二6，电堆1通过管路连通三通比例阀7，三通比例阀7的右侧通路通过管路连接散热器8，通过三通比例阀调整大小循环工况，散热器8通过管路连接四通比例阀9的右侧通路，四通比例阀9的后侧通路通过管路连接PTC加热器10，PTC加热器10通过管路连接三通比例阀7的前端通路，四通比例阀9的左侧通路通过管路连接高压水泵11，高压水泵11通过管路连接电堆1，四通比例阀9的前侧通路通过管路连接蒸发器4，通过四通比例阀9可以调整流向电堆1和驾驶室5的能量比例，蒸发器4通过管路连接三通比例阀7。驾驶室5内设有控制器，控制器分别电性连接温度传感器12，三通开关阀2，三通比例阀7，四通比例阀9，PTC加热器10，高压水泵11和蒸发器4。
燃料电池的小循环PTC加热器10与驾驶室5加热共用，在冬季刚刚启动时，燃料电池小循环的的PTC加热通过四通比例阀9，一部分加热的水流向驾驶室5，给驾驶室5取暖，然后通过三通开关阀回归***；当燃料电池***正常工作后，三通开关阀2通向蒸发器4端的开关打开，尾排一3的高温热量通过蒸发器4给驾驶室5加热；在温度较低的条件下，尾排一3的高温气体温度和PTC同时加热给驾驶室5供暖。
启动时，小循环动力电池供电，启动后，由燃料电池或者动力电池供电，根据设计结构，***的主要工作模式有以下几种：
***启动前，***小循环与驾驶室取暖共用PTC加热；
1.当需要快速启动电堆1时，PTC加热，四通比例阀9只打开流回高压水泵11的水路，快速给电堆1加热，驾驶室5供热根据驾驶员需求打开通向驾驶室5通路；
2.当电堆1不需要快速启动时，PTC加热，四通比例阀9只打开通向驾驶室5的通路，给驾驶室5加热，电堆1供热根据驾驶员需求打开通向电堆1通路；
3、当电堆1和驾驶室5同时需要加热时，PTC加热，四通比例阀9分别打开通向高压水泵11和驾驶室5的水路，同时给电堆1和驾驶室5供热，四通比例阀9的两个通路的开度根据电堆1启动时间和驾驶室员需求调整。
***启动后；
1.电堆1通向尾排一3的三通开关阀2关闭，通向驾驶室5的尾排二6通路打开，尾排一3高温能量向驾驶室供热；
2.当驾驶室5需要快速加热时，尾排一3向驾驶室5加热的同时，四通比例阀9打开通向驾驶室5的通路，PTC加热，同时向驾驶室5提供热量。
冬季启动模式
1、当环境温度小于0℃时
全功率启动PTC，三通比例阀7和四通比例阀9流向只开通燃料电池小循环水路，快速给燃料电池加热，当电堆出口温度传感器12采集到电堆1温度达到0度时，四通比例阀9开启驾驶室5加热的循环回路，小循环与驾驶室5加热循环形成两路并联；
当循环水加热到6℃时，启动燃料电池***，三通比例阀7和四通比例阀9开启小循环和驾驶室5加热循环模式，利用PTC加热和电堆1废热给驾驶室加热；同时，尾排处的三通开关阀2开启驾驶室5加热通道；
2、当环境温度在0～6℃时
全功率开启PTC，四通比例阀9和三通比例阀7同时开始小循环和驾驶室5加热循环水路；
当循环水加热到6℃时，启动燃料电池***，三通比例阀7和四通比例阀9开启小循环和驾驶室5加热循环模式，利用PTC加热和电堆1废热给驾驶室加热；同时，尾排处的三通开关阀2开启驾驶室5加热通道；
当环境温度在6℃以上时
3.1工况1：燃料电池直接启动，尾排处的三通开关阀2开启驾驶室5加热通道；PTC开启功率根据加热需求，三通比例阀7和四通比例阀9开启小循环回路和驾驶室5加热水路，形成并联加热水路。
3.2工况2：直接启动燃料电池，尾排处的三通开关阀2开启驾驶室5加热通道；PTC根据司机需求，可以不开启加热模式，三通比例阀7和四通比例阀9开启小循环和驾驶室5加热循环模式，利用尾排热量加热的同时利用电堆1工作的废热给驾驶室5加热。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.燃料电池尾排热能量循环利用***，包括电堆(1)，其特征在于：所述电堆(1)通过管路连通三通开关阀(2)，所述三通开关阀(2)通过管路连通尾排一(3)，三通开关阀(2)的前侧通路通过管路连接蒸发器(4)，所述蒸发器(4)位于驾驶室(5)内，所述蒸发器(4)通过管路连通驾驶室(5)外的尾排二(6)，所述电堆(1)通过管路连通三通比例阀(7)，所述三通比例阀(7)的右侧通路通过管路连接散热器(8)，所述散热器(8)通过管路连接四通比例阀(9)的右侧通路，四通比例阀(9)的后侧通路通过管路连接PTC加热器(10)，所述PTC加热器(10)通过管路连接三通比例阀(7)的前端通路，所述四通比例阀(9)的左侧通路通过管路连接高压水泵(11)，所述高压水泵(11)通过管路连接电堆(1)，所述四通比例阀(9)的前侧通路通过管路连接蒸发器(4)，所述蒸发器(4)通过管路连接三通比例阀(7)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池尾排热能量与内部小循环热量循环利用***，其特征在于：所述驾驶室(5)内设有风扇(51)，所述风扇(51)位于蒸发器(4)的左侧。
3.根据权利要求1所述的燃料电池尾排热能量与内部小循环热量循环利用***，其特征在于：所述电堆(1)进口处设有电堆进口温度传感器，所述电堆(1)出口处设有设有电堆出口温度传感器(12)。
4.根据权利要求2所述的燃料电池尾排热能量与内部小循环热量循环利用***，其特征在于：所述驾驶室(5)内设有控制器，控制器分别电性连接温度传感器(12)，三通开关阀(2)，三通比例阀(7)，四通比例阀(9)，PTC加热器(10)，高压水泵(11)和蒸发器(4)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114023993A (zh) * 2021-11-04 2022-02-08 上海重塑能源科技有限公司 燃料电池热管理***
CN114083963A (zh) * 2021-11-22 2022-02-25 中国第一汽车股份有限公司 车载空气净化***、车辆及控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370903B1 (en) * 2001-03-14 2002-04-16 Visteon Global Technologies, Inc. Heat-pump type air conditioning and heating system for fuel cell vehicles
CN108461777A (zh) * 2018-03-16 2018-08-28 北京亿华通科技股份有限公司 一种用于燃料电池堆的热处理***
CN208336386U (zh) * 2018-03-16 2019-01-04 北京亿华通科技股份有限公司 一种用于燃料电池堆的热处理***
CN110497770A (zh) * 2019-09-30 2019-11-26 潍柴动力股份有限公司 一种热量回收***与一种燃料电池车辆
CN111342081A (zh) * 2020-03-04 2020-06-26 广西玉柴机器股份有限公司 燃料电池的余热管理***
CN111717076A (zh) * 2020-05-19 2020-09-29 东风汽车集团有限公司 混合动力汽车燃料电池热管理***及其控制方法
CN112208392A (zh) * 2020-09-16 2021-01-12 武汉海亿新能源科技有限公司 一种氢燃料电池汽车水热管理***及其控制方法
CN212517260U (zh) * 2020-10-12 2021-02-09 一汽-大众汽车有限公司 一种燃料电池汽车热管理***
CN112373353A (zh) * 2020-10-27 2021-02-19 浙江大学 一种适用于燃料电池汽车热***的协同管理***

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370903B1 (en) * 2001-03-14 2002-04-16 Visteon Global Technologies, Inc. Heat-pump type air conditioning and heating system for fuel cell vehicles
CN108461777A (zh) * 2018-03-16 2018-08-28 北京亿华通科技股份有限公司 一种用于燃料电池堆的热处理***
CN208336386U (zh) * 2018-03-16 2019-01-04 北京亿华通科技股份有限公司 一种用于燃料电池堆的热处理***
CN110497770A (zh) * 2019-09-30 2019-11-26 潍柴动力股份有限公司 一种热量回收***与一种燃料电池车辆
CN111342081A (zh) * 2020-03-04 2020-06-26 广西玉柴机器股份有限公司 燃料电池的余热管理***
CN111717076A (zh) * 2020-05-19 2020-09-29 东风汽车集团有限公司 混合动力汽车燃料电池热管理***及其控制方法
CN112208392A (zh) * 2020-09-16 2021-01-12 武汉海亿新能源科技有限公司 一种氢燃料电池汽车水热管理***及其控制方法
CN212517260U (zh) * 2020-10-12 2021-02-09 一汽-大众汽车有限公司 一种燃料电池汽车热管理***
CN112373353A (zh) * 2020-10-27 2021-02-19 浙江大学 一种适用于燃料电池汽车热***的协同管理***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114023993A (zh) * 2021-11-04 2022-02-08 上海重塑能源科技有限公司 燃料电池热管理***
CN114083963A (zh) * 2021-11-22 2022-02-25 中国第一汽车股份有限公司 车载空气净化***、车辆及控制方法

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