一种重卡氢能源热管理系统及控制方法与流程

本发明涉及氢能源重卡领域，更具体地，本发明涉及一种重卡氢能源热管理系统及控制方法。

背景技术：

1、氢能源汽车具有无污染，能量密度高等优点，是未来清洁能源发展的一个方向，但是氢能源车型现冷却系统为保证整车上每个需要冷却的零部件不同的冷却需求，目前采用的是多种独立冷却系统分开控制，如电机冷却系统，电池冷却系统、电堆冷却系统及驾驶舱热交换器冷却系统等多个热管理系统；这种控制方法多样化，控制器数量多样化；冷却系统零部件数量较多，所需布置空间需求大，不易布置且流水线装车不易辨别，成本压力大。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种重卡氢能源热管理系统及控制方法，以期望可以解决现有技术中存在的控制系统复杂的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明一方面提供了一种重卡氢能源热管理系统。

3、一种重卡氢能源热管理系统，包括：氢燃料电池堆、电控电机系统、ats冷却模块；

4、所述ats冷却模块包括水温传感器、散热器、热交换管、水泵、冷却液膨胀箱、节温器、电子控制单元；

5、所述热交换管连通氢燃料电池堆、电控电机系统散热装置，所述热交换管与车内供暖装置的热交换器连接，所述热交换管通过节温器与散热器连接；

6、所述水泵、冷却液膨胀箱设置于热交换管上；

7、所述水温传感器分别设置于氢燃料电池堆、电控电机系统散热装置进水口处；

8、所述电子控制单元与水温传感器、散热器连接。

9、由于氢燃料电池堆和电机电控系统工作温度类似，通过将热交换管连通氢燃料电池堆、电控电机系统散热装置，可以减少一套ats冷却模块总成，由于燃料电池堆、电控电机系统都分别安装有水温传感器，只需要调整电子控制单元控制逻辑，即可实现一套ats冷却模块对氢燃料电池堆、电控电机系统进行冷却，结构简单，成本较低。

10、进一步的技术方案为，所述能源热管理系统还包括，ptc加热器、驾驶室热交换系统，所述驾驶室热交换系统包括，驾驶室热交换管路、电磁阀a、电磁阀b；

11、所述驾驶室热交换管路与热交换管通过驾驶室电磁阀a连接；

12、所述ptc加热器与驾驶室热交换管路通过电磁阀b连通；

13、所述电磁阀a、电磁阀b、ptc加热器与电子控制单元连通。

14、通过增加电磁阀a、电磁阀b可以实现驾驶室热交换管路热源切换，在车辆刚刚启动时，由ptc加热器产生热量，车辆运作时，由氢燃料电池堆、电控电机系统提供热量。

15、更进一步的技术方案为，所述驾驶室热交换系统还包括驾驶室水泵；

16、所述驾驶室水泵安装于驾驶室热交换管路上。

17、更进一步的技术方案为，所述能源热管理系统还包括，电池热交换系统；

18、所述电池热交换系统包括，电池、电池热交换管路、电磁阀c、电磁阀d、温度传感器；

19、所述温度传感器设置于电池上；

20、所述电池热交换管路与热交换管通过电磁阀c连通；

21、所述ptc加热器与电池热交换管路通过电磁阀d连通；

22、所述电磁阀c、电磁阀d、温度传感器与电子控制单元连接。

23、更进一步的技术方案为，所述电池热交换系统还包括电池水泵；

24、所述电池水泵安装于电池热交换管路上。

25、更进一步的技术方案为，所述电磁阀b、电磁阀d为三通电磁阀；

26、所述电磁阀b、电磁阀d另一端与热交换器连接。

27、由于驾驶室和电池还需要进行制冷，在需要对驾驶室和电池进行制冷时，由热交换器进行制冷，并通过连接电磁阀b、电磁阀d，将冷却介质输送至驾驶室热交换管路和电池热交换管路，实现降温。

28、本发明另一方面还提供了一种重卡氢能源热管理方法。

29、一种重卡氢能源热管理方法，包括以下步骤：

30、当车辆刚启动时，如果驾驶室需要加热，电子控制单元控制ptc加热器启动，电磁阀b开启，连通ptc加热器和驾驶室热交换管路，驾驶室水泵开启；

31、当车辆刚启动时，如果电池加热系统的温度传感器测得温度较低，电池需要加热，电子控制单元控制ptc加热器启动，电磁阀d开启，连通ptc加热器和电池热交换管路，电池水泵开启；

32、当车辆运行中，如果驾驶室需要加热，电子控制单元控制ptc加热器关闭，电磁阀b关闭，电磁阀a开启，驾驶室水泵开启；

33、当车辆运行中，如果驾驶室需要加热，电子控制单元控制ptc加热器关闭，电磁阀d关闭，电磁阀c开启，电池水泵开启。

34、进一步的技术方案为，重卡氢能源热管理方法还包括以下步骤：

35、当ecu接收到驾驶室需要单独制冷的指令时，热交换器开始工作，电磁阀a关闭，电磁阀b开启，连通热交换器和驾驶室热交换管路；

36、当ecu接收到驾驶室需要单独制冷的指令时，热交换器开始工作，电磁阀c关闭，电磁阀d开启，连通热交换器和电池热交换管路；

37、当ecu接收到驾驶室和电池同时制冷的指令时，电磁阀b、电磁阀d开启，连通热交换器和驾驶室热交换管路、电池热交换管路。

38、与现有技术相比，本发明通过将热交换管连通氢燃料电池堆、电控电机系统散热装置，由一套ats冷却模块总成实现了燃料电池堆、电控电机系统散热，进一步的，通过进一步增加ptc加热器，以及驾驶室热交换管路、电池热交换管路，实现对整车多部件的热管理，并高效利用了燃料电池堆、电控电机系统发热，提高了整体能效，且结构简单，成本较低。

技术特征：

1.一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，包括：氢燃料电池堆、电控电机系统、ats冷却模块；

2.如权利要求1所述的一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，还包括，ptc加热器、驾驶室热交换系统，所述驾驶室热交换系统包括，驾驶室热交换管路、电磁阀a、电磁阀b；

3.如权利要求2所述的一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，所述驾驶室热交换系统还包括驾驶室水泵；

4.如权利要求2所述的一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，还包括电池热交换系统；

5.如权利要求4所述的一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，所述电池热交换系统还包括电池水泵；

6.如权利要求5所述的一种重卡氢能源热管理系统，其特征在于，所述电磁阀b、电磁阀d为三通电磁阀；

7.一种重卡氢能源热管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种重卡氢能源热管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种重卡氢能源热管理系统及控制方法，本发明通过将热交换管连通氢燃料电池堆、电控电机系统散热装置，由一套ATS冷却模块总成实现了燃料电池堆、电控电机系统散热，进一步的，通过进一步增加PTC加热器，以及驾驶室热交换管路、电池热交换管路，实现对整车多部件的热管理，并高效利用了燃料电池堆、电控电机系统发热，提高了整体能效，且结构简单，成本较低。

技术研发人员：何林建,阳毅,何欣屿,张强,郑均双,肖明
受保护的技术使用者：中国重汽集团成都王牌商用车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5