本技術(shù)涉及新能源車輛領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、燃料電池電動(dòng)汽車基于零排放、效率高、加氫快等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)電動(dòng)汽車的另一重要發(fā)展方向。燃料電池電動(dòng)汽車由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要電力、動(dòng)力電池提供輔助電力驅(qū)動(dòng)整車。動(dòng)力電池的主要作用在整車大功率輸出或者燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)效率低的工況時(shí)，動(dòng)力電池輸出電能提供輔助動(dòng)力。還有，動(dòng)力電池在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前，提供高壓電用于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的空壓機(jī)的運(yùn)行，空壓機(jī)啟動(dòng)后提供壓縮空氣進(jìn)入燃料電池電堆陰極，同時(shí)儲(chǔ)氫瓶瓶閥打開，將高壓氫氣經(jīng)減壓閥減壓后進(jìn)入燃料電池電堆陽(yáng)極，氫氣和空氣中的氧氣在燃料電池膜電極催化劑作用下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生電能。因此燃料電池電動(dòng)汽車是以氫燃料電池為主要?jiǎng)恿?lái)源,動(dòng)力電池為輔助動(dòng)力來(lái)源的新能源汽車。

2、現(xiàn)在，燃料電池電動(dòng)汽車或電動(dòng)汽車使用的動(dòng)力電池主要有鉛酸電池、鋰電池、鎳鉻電池、鎳氫電池四種，均屬于電解質(zhì)金屬離子電池，最佳工作溫度為20℃至30℃左右。當(dāng)溫度低于5℃時(shí)，電池的電解液會(huì)粘稠，導(dǎo)致金屬離子電池的內(nèi)阻增大，活性下降，同時(shí)低溫下負(fù)極材料極化嚴(yán)重造成金屬離子沉積和發(fā)生鍍膜現(xiàn)象，使得金屬離子電池的可用有效電容量減少，最終導(dǎo)致燃料電池電動(dòng)汽車純電續(xù)駛里程縮減。同理，金屬離子電池在低溫環(huán)境下充電也會(huì)變慢。目前，大多數(shù)純電動(dòng)汽車在冬季續(xù)駛里程縮水幅度都在30％至50％之間。尤其在冬季低溫條件下，燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池有效電容量減少嚴(yán)重，純電續(xù)航縮減嚴(yán)重，需進(jìn)行加熱、保溫處理。

3、現(xiàn)有技術(shù)方案主要有采用電熱絲或熱敏電阻元件、ptc加熱器或電池預(yù)加熱技術(shù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行加熱和保溫?，F(xiàn)有技術(shù)方案中使用電熱絲或熱敏電阻元件加熱和保溫，由于鋰離子電解質(zhì)涉氫，安全性低?，F(xiàn)有技術(shù)方案中還有采用ptc加熱器加熱和保溫，其成本過(guò)高。現(xiàn)有技術(shù)方案中還有使用電池預(yù)加熱技術(shù)，利用軟件控制策略將動(dòng)力電池溫度快速升高到最佳適宜溫度的控制技術(shù)，需進(jìn)行繁瑣詳細(xì)的溫度標(biāo)定。上述三種現(xiàn)有技術(shù)方案均使用動(dòng)力電池自身的電能進(jìn)行加熱和保溫，導(dǎo)致消耗了額外的電能。

4、如何妥善的使動(dòng)力電池始終保持在適宜的溫度區(qū)間，就成為了業(yè)界亟待解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)，用以在寒冷的運(yùn)行環(huán)境中使動(dòng)力電池保持處于適宜的溫度區(qū)間內(nèi)運(yùn)行。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案在于：

3、根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供一種應(yīng)用于燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)，包括：

4、電堆冷卻液出口溫度變送器、動(dòng)力電池溫度變送器、流量控制閥和控制器，其中，

5、所述電堆冷卻液出口溫度變送器用于將獲取到的電堆冷卻液在電堆出口位置的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝浑娦盘?hào)；

6、所述動(dòng)力電池溫度變送器用于將獲取到的動(dòng)力電池的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙娦盘?hào)；

7、所述流量控制閥的入口通過(guò)所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路連接到電堆水熱回路在所述電堆出口位置的水熱回路節(jié)點(diǎn)，所述流量控制閥的出口連接所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第二管路，所述第二管路經(jīng)過(guò)所述動(dòng)力電池連接到所述電堆水熱回路在電堆入口位置的水熱回路節(jié)點(diǎn)；

8、所述控制器電連接于所述電堆冷卻液出口溫度變送器、所述動(dòng)力電池溫度變送器和所述流量控制閥，所述控制器用于獲取所述電堆冷卻液出口溫度變送器和所述動(dòng)力電池溫度變送器的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)，并根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)產(chǎn)生第三信號(hào)且將所述第三信號(hào)發(fā)送到所述流量控制閥，所述第三信號(hào)用于控制所述流量控制閥的開度，以控制流經(jīng)所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路和第二管路內(nèi)的電堆冷卻液流量。

9、結(jié)合第一方面，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

10、所述控制器集成在所述燃料電池電動(dòng)汽車的整車控制器中。

11、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

12、在所述第一電信號(hào)表征的溫度高于所述電堆的正常溫度，且所述第二電信號(hào)表征的溫度低于所述動(dòng)力電池的正常溫度時(shí)，所述控制器用于產(chǎn)生第一類型的第三信號(hào)，所述第一類型的第三信號(hào)用于控制所述流量控制閥從關(guān)斷狀態(tài)切換到打開狀態(tài)。

13、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

14、在所述第二電信號(hào)表征的溫度等于或高于所述動(dòng)力電池的正常溫度時(shí)，所述控制器用于產(chǎn)生第二類型的第三信號(hào)，所述第二類型的第三信號(hào)用于控制所述流量控制閥減小開度。

15、結(jié)合第一方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

16、在所述第二電信號(hào)表征的溫度再次低于所述動(dòng)力電池的正常溫度時(shí)，所述控制器用于產(chǎn)生第三類型的第三信號(hào)，所述第三類型的第三信號(hào)用于控制所述流量控制閥增大開度。

17、根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供一種燃料電池電動(dòng)汽車，包括：燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和上述的動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)。

18、結(jié)合第二方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

19、所述燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)包括電堆和用于對(duì)所述電堆進(jìn)行水熱控制的電堆水熱回路，所述電堆水熱回路依次連接所述電堆的出口、三通閥的入口、所述三通閥第一出口、水泵和所述電堆的入口，所述電堆的出口和所述三通閥的入口之間的所述電堆水熱回路上設(shè)置有所述電堆冷卻液出口溫度變送器。

20、結(jié)合第二方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

21、所述水泵和所述電堆的入口之間的所述電堆水熱回路連接于所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第二管路。

22、結(jié)合第二方面和上述實(shí)現(xiàn)方式，在某些可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

23、所述三通閥的第二出口依次連接有電堆冷卻液流量計(jì)、散熱器和所述三通閥的第一出口，所述電堆冷卻液流量計(jì)與所述散熱器之間連接于所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路。

24、綜合上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果分析如下：本實(shí)用新型提供的電堆冷卻液出口溫度變送器、動(dòng)力電池溫度變送器、流量控制閥和控制器，其中，所述電堆冷卻液出口溫度變送器用于將獲取到的電堆冷卻液在電堆出口位置的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝浑娦盘?hào)；所述動(dòng)力電池溫度變送器用于將獲取到的動(dòng)力電池的溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙娦盘?hào)；所述流量控制閥的入口通過(guò)所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路連接到電堆水熱回路在所述電堆出口位置的水熱回路節(jié)點(diǎn)，所述流量控制閥的出口連接所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第二管路，所述第二管路經(jīng)過(guò)所述動(dòng)力電池連接到所述電堆水熱回路在電堆入口位置的水熱回路節(jié)點(diǎn)；所述控制器電連接于所述電堆冷卻液出口溫度變送器、所述動(dòng)力電池溫度變送器和所述流量控制閥，所述控制器用于獲取所述電堆冷卻液出口溫度變送器和所述動(dòng)力電池溫度變送器的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)，并根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)產(chǎn)生第三信號(hào)，所述第三信號(hào)用于控制所述流量控制閥的開度，以控制流經(jīng)所述動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路和第二管路內(nèi)的電堆冷卻液流量。本實(shí)用新型在不消耗動(dòng)力電池的電能的情況下，通過(guò)利用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)本身在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行加熱和保溫。通過(guò)本實(shí)用新型構(gòu)建的動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)，根據(jù)溫度來(lái)調(diào)節(jié)流量控制閥的開度，以控制流經(jīng)該動(dòng)力電池加熱系統(tǒng)的第一管路和第二管路內(nèi)的電堆冷卻液流量，從而控制動(dòng)力電池始終處于適宜溫度范圍內(nèi)，進(jìn)而讓動(dòng)力電池處于較佳的運(yùn)行狀態(tài)。

25、本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

26、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。