一种以液氢为气源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法

作者: 纪常伟,白永燚,汪硕峰,牛会鹏 CNPIM 2020年02月18日

发明人:纪常伟,白永燚,汪硕峰,牛会鹏
专利权人:北京工业大学
公开日:2020-02-18
公开号:CN110803070A
专利类别:发明公开
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摘要:本发明设计了一种以液氢为气源及冷源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法。燃料电池锂电池混合动力汽车热管理系统包括了燃料电池子系统、动力锂电池子系统、液氢子系统以及热交换控制子系统。该方法利用能量密度较高的液氢作为燃料电池的能量来源,有效的减小了燃料电池锂电池混合动力汽车的体积,并且利用其冷能解决燃料电池锂电池混合动力汽车在夏季利用压缩机制冷所需的电能,并且该方法也解决了燃料电池汽车冬季低温效率较低、燃料电池余热利用、动力锂电池低温充放电效率低等问题。有效的提高了燃料电池混合动力汽车的效率。

1.一种以液氢为气源及冷源的燃料电池锂电池混合动力汽车的热管理方法,其特征在于,结构方面包括:燃料电池子系统、锂电池子系统、液氢子系统;其中燃料电池子系统包括:循环1,包括:燃料电池本体、第四温度传感器(T4)、第二流量计(L2)、第二水泵(B2)、第四三通阀(S4)、第三单向阀(D3)、第四阀门(G4)、第三阀门(G3)、第二水箱(SX2)、第三温度传感器(T3)、循环31,包括:燃料电池本体、第四温度传感器(T4)、第二流量计(L2)、第二水泵(B2)、第四三通阀(S4)、第三换热器(HRQ3)、第三三通阀(S3)、第三水箱(SX2)、第三温度传感器(T3)、循环32,包括:燃料电池本体、第四温度传感器(T4)、第二流量计(L2)、第二水泵(B2)、第四三通阀(S4)、第四单向阀(D4)、第二换热器(HRQ2)、第三三通阀(S3)、第二水箱(SX2)、第三温度传感器(T3);锂电池子系统包括:循环12,包括:锂电池本体、第二温度传感器(T2)、阀门(G1)、第二阀门(G2)、第一单向阀(D1)、第二三通阀(S2)、第一水箱(SX1)、第一水泵(B1)、第一流量计(L1)、第一温度传感器(T1)、循环22,包括:锂电池本体、第二温度传感器(T2)、第一三通阀(S1)、第一换热器(HRQ1)、第二单向阀(D2)、第一三通阀(S2)、第一水箱(SX1)、第一水泵(B1)、第一流量计(L1)、第一温度传感器(T1)、循环33,包括:锂电池本体、第二温度传感器(T2)、第一三通阀(S1)、第三换热器(HRQ3)、第一单向阀(D1)、第二三通阀(S2)、第一水箱(SX1)、第一水泵(B1)、第一流量计(L1)、第一温度传感器(T1);液氢子系统包括:液氢子系统启动循环,包括:液氢罐(YQG)、第七阀门(G7)、第九阀门(G9)、换热器(HRQ)、第六单向阀(D6)、第十阀门(G10)、缓冲罐(HCG)、第十二阀门(G12)、压缩机(YSJ);液氢子系统与燃料电池子系统换热部分,包括:液氢罐(YQG)、第七阀门(G7)、第八阀门(G8)、第二换热器(HRQ2)、第五单向阀(D5)、第十一阀门(G11)、缓冲罐(HCG)、第十三阀门(G13)、燃料电池;液氢子系统与锂电池子系统换热部分,包括:液氢罐(YQG)、第六阀门(G6)、第一换热器(HRQ1)、第二换热器(HRQ2)、第五单向阀(D5)、第十一阀门(G11)、缓冲罐(HCG)、第十三阀门(G13)、燃料电池;液氢子系统充气部分,包括第五阀门(G5)、液氢罐(YQG);其中锂电池子系统与燃料电池子系统结构之间的联系为:燃料电池子系统在进行循环31,锂电池子系统在进行循环33时,通过第三换热器(HRQ3)将两个子系统进行连接;锂电池子系统与液氢子系统结构之间的联系为:锂电池子系统在进行循环22时,通过第一换热器(HRQ1)将两个子系统进行连接;燃料电池子系统与液氢子系统结构之间的联系为:燃料电池在进行循环32时,通过第二换热器(HRQ2)将两个子系统进行连接。
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