(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211256789.8 (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 海卓动力 （青岛） 能源科技有限公司 地址 266000 山东省青岛市李沧区金 水路 187号4号楼516室 (72)发明人 朱维　谢佳平　王保存　匡金俊　 (74)专利代理 机构 青岛致嘉知识产权代理事务 所(普通合伙) 3723 6 专利代理师 张晓艳 (51)Int.Cl. B60L 58/33(2019.01) B60L 58/26(2019.01) B60L 58/27(2019.01) B60H 1/14(2006.01) B08B 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于 燃料电池 汽车的热 管理系统 (57)摘要 本发明提出一种用于燃料电池汽车的热管 理系统， 包括电堆冷却单元、 动力电池散热单元、 整车供暖单元及能量储存单元， 所述能量储存单 元包括保温箱， 保温箱内安装有第三换热器和加 热器， 加热器连接太阳能电池板， 电堆冷却水管 的进水端和出水端均连接至 保温箱； 能量储存单 元还包括经管路依次连接成回路的第三换热器、 储能水循环水泵、 第四换热器、 三通阀和第一换 热器， 三通阀的第三接口连接至第三换热器的进 水端。 本发明综合电堆冷却单元、 动力电池散热 单元、 整车供暖单元热量利用， 提高了系统的能 量利用率。 增加能量储存单元， 解决了在低温下 燃料电池快速启动和动力电池保温以及整车供 暖耗能高的问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115520064 A 2022.12.27 CN 115520064 A 1.一种用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 包括电堆冷却单元、 动力电池散 热单元、 整 车供暖单元及能量储存单元， 所述电堆冷却单元包括燃料电池电堆， 燃料电池电 堆上经电堆冷却水管连接有电堆冷却循环水泵、 节温器、 主散热器， 主散热器和电堆之 间还 设置有膨胀水箱； 所述动力电池散热单元包括经电池散热水管连接成回路的动力电池、 电池散热循环水 泵、 第一换 热器和第二换 热器； 所述整车供暖单元包括经管路依次连接成回路的冷凝器、 第一膨胀和截止组合阀、 蒸 发器和空调压缩机， 以及依次连接成回路的暖风换热器、 暖风循环水泵和 第四换热器， 蒸发 器和暖风换 热器接触； 冷凝器经第 二膨胀和截止组合阀连接至第 二换热器， 第 二换热器连接空调压缩机的进 液端； 所述能量储存单元包括保温箱， 保温箱内安装有第三换热器和加热器， 加热器连接太 阳能电池板， 电堆冷却水管 的进水端和出水端均连接至保温箱； 能量储存单元还包括经管 路依次连接成回路的第三换热器、 储能水循环水泵、 第四换热器、 三通阀和第一换热器， 三 通阀的第三接口连接 至第三换 热器的进水端。 2.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 电堆冷却水管 的出水端设置有电堆出 水温度传感器， 进水端设置有电堆入水温度传感器。 3.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 电堆冷却水管 的进水端与保温箱之间的管路上设置有比例阀。 4.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 冷凝器的出水 端经膨胀和截止组合阀连接至第二换热器的进水端， 第二换热器的出水端连接至空调压缩 机的进水端。 5.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 还包括储水喷 淋单元， 所述储水喷淋单 元包括储水器和电控喷头， 储水器连接 至燃料电池。 6.根据权利要求5所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 所述储水器 内 安装有液位 开关。 7.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 所述暖风换热 器一侧设置有鼓风机 。 8.根据权利要求1所述的用于燃料电池汽车的热管理系统， 其特征在于： 所述 能量储存 单元还包括检测保温箱内水温的储能水温度传感器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115520064 A 2一种用于燃料电池汽车的热管理系统 技术领域 [0001]本发明属于 燃料电池 汽车领域， 尤其涉及一种用于 燃料电池 汽车的热 管理系统。 背景技术 [0002]以燃料电池汽车为代表的新能源汽车具有节能、 环保等优点， 在近年来迅速 发展， 具有很好的应用前景， 但与传统内燃机汽车相比， 燃料电池汽车在热管理方面面临较大 的 挑战。 [0003]当燃料电池在低温下起堆， 尤其是在环境温度低于0℃时起堆时， 燃料电池化学反 应本身产生的热量较低， 生 成的水极易结冰， 从而导致起堆 失败。 在起堆之前把电堆温度升 高到0℃以上， 可以提高起堆成功的概率， 进而利用自身化学反应产生的热量把电堆升温至 需求的温度。 在满足电堆要求的情况下提升起堆之前电堆的升温速率， 可以缩短电堆的冷 启动时间。 目前燃料电池低 温冷启动多通过PTC加热或者控制电堆的操作条件利用自身反 应产生的热量加热来实现。 使用PTC加热消耗了动力电池储存的电能， 同时受到PTC加热功 率的限制， 起堆时间较长； 控制电堆的操作条件利用自身反应产生的热量起堆要求较高， 较 难控制， 同样存在起 堆时间长的问题。 [0004]燃料电池汽车搭载的动力电池多为锂电池， 锂电池适宜的工作温度在20～30℃之 间， 温度过高或者过低同样会导致锂电池的性能衰减甚至损毁， 在温度低的时候需要给锂 电池加热， 在温度高的时候需要 给锂电池散热。 锂电池低温下的加热目前大多通过PTC加热 来实现， 使用PTC同样消耗了动力电池 储存的电能。 [0005]当搭载燃料电池的车辆在低温下使用时， 为了提高驾驶舱内人员的驾乘舒适性， 需要使用暖风对驾驶舱供热， 使驾驶舱达到令驾乘人员舒适的环境温度。 同时车辆在低温、 空气湿度大或者低温雨雪天气使用时， 车辆的风挡玻璃容积结霜， 为了提高驾驶的安全性， 需要利用暖风对玻璃进行除霜， 保持驾驶员视野清晰。 这些暖风的能量最终来自氢气和氧 气的化学反应或者储存在动力电池内的能量， 暖风是耗能较大的零件， 在 使用暖风时， 希望 能尽可能的降低能量的消耗， 以最终降低车辆的燃料消耗， 提高车辆的续 航里程。 [0006]随着燃料电池功率的增加， 对散热器的散热面积要求也不断增加。 由于车辆空间 本身就很紧张， 这对布置造成了很大 的难度， 尤其是电堆在较高环境温度下以峰值功率输 出， 这种工况出现的时间短但对散热需求高， 为了满足峰值功率输出 的需求需要较大换热 能力的换 热器， 造成多数情况 下散热能力及布置空间的浪费。 [0007]综上， 现有的燃料电池汽车热管理系统在低温下燃料电池快速启动和动力电池保 温、 以及整车供暖多依赖于PTC加热， 存在低温启动慢和动力电池耗能高的问题， 难以在降 低动力电池耗能的基础上解决上述问题。 发明内容 [0008]本发明针对上述的技术问题， 提出一种具有能量储存单元并且综合电堆冷却单 元、 动力电池散热 单元、 整车供暖单元热量利用的热 管理系统。说　明　书 1/6 页 3 CN 115520064 A 3