1.本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池用多工况温度控制系统。
背景技术：2.目前，随着电动车的广泛应用，各种电池技术得到了广泛发展，随之带来电池技术的革新，燃料电池由于其可以将化学能直接转换为电能，获得了广泛应用，但在大量使用后发现燃料电池冷启动时对电堆温度有严格要求，当前行业广泛采用ptc加热器对水温进行控制进而实现对电堆温度进行控制，但目前一是受限于ptc加热器流阻大，经水泵加压后流入ptc加热器再流出的冷却液流量很小，无法满足低温环境下的快速加热启机需求；二是ptc加热器功率提升进度不满足行业内大功率氢燃料发动机的开发，电堆体积增大，冷却液整体容积增加，低温启动加热的冷却液增多，进而造成冷启动加热时间增长；三是高压ptc加热器主要应用于氢燃料发动机，失效风险较高，稳定性较差；一旦失效，发动机会无法启机工作，造成低温启机可靠性不足；四是目前的加热方案未能与现有系统良好结合，造成电堆温度控制一直未能得到很好解决。
技术实现要素：3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种燃料电池用多工况温度控制系统。
4.为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种燃料电池用多工况温度控制系统，所述温度控制系统通过控制电堆内水温实现对电堆温度控制，所述温度控制系统包括水泵、五通阀、中冷器、氢气换热器、带风扇散热器、水滤和ptc加热器组；所述电堆出水口连接有水泵，所述水泵输出口连接五通阀其中一个接口，所述五通阀其他四个接口分别连接中冷器、带风扇散热器和ptc加热器组；所述中冷器输出口连接氢气换热器，所述氢气换热器输出口连接电堆输入口；所述带风扇散热器输出口接水滤，所述水滤输出口连接电堆输入口；所述温度控制系统通过控制五通阀实现对水路径控制，实现对水温控制。
5.优选地，所述ptc加热器组含有两路ptc加热器，所述两路ptc加热器分别连接五通阀的一个接口。
6.优选地，所述水泵、五通阀、带风扇散热器和ptc加热器组受控于外部控制器。
7.本发明具有以下有益效果：采用本发明的一种燃料电池用多工况温度控制系统后，通过五通阀将ptc加热器组、带风扇的散热器、中冷器的结合，实现了对电堆温度的综合控制，通过两个ptc加热器并联的方案，解决了单一ptc加热器大流量下流阻过大的问题。通过控制ptc加热器工作数量，氢燃料发动机工作可以适配更多宽泛的工作温度区间，有效控制了ptc加热器对整车动力电池的消耗和对电堆功率的消耗，同时得益于采用两个ptc加热器并联的双保险方案，即便
其中一个失效也可保证氢燃料发动机启机工作，提升了氢燃料发动机的低温启机稳定性和可靠性。
附图说明
8.图 1为本发明一种燃料电池用多工况温度控制系统组成示意图。
9.图 2为本发明一种燃料电池用多工况温度控制系统一个实施例控制逻辑示意图。
10.图 3为本发明一种燃料电池用多工况温度控制系统另一个实施例控制逻辑示意图。
具体实施方式
11.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
12.参见图1，一种燃料电池用多工况温度控制系统，所述温度控制系统通过控制电堆内水温实现对电堆温度控制，所述温度控制系统包括水泵、五通阀、中冷器、氢气换热器、带风扇散热器、水滤和ptc加热器组；所述电堆出水口连接有水泵，所述水泵输出口连接五通阀其中一个接口，所述五通阀其他四个接口分别连接中冷器、带风扇散热器和ptc加热器组；所述中冷器输出口连接氢气换热器，所述氢气换热器输出口连接电堆输入口；所述带风扇散热器输出口接水滤，所述水滤输出口连接电堆输入口；所述温度控制系统通过控制五通阀实现对水路径控制，实现对水温控制。
13.具体实施时，所述ptc加热器组含有两路ptc加热器，所述两路ptc加热器分别连接五通阀的一个接口。
14.具体实施时，所述水泵、五通阀、带风扇散热器和ptc加热器组受控于外部控制器。
15.工作过程：当电堆需要冷启动时，五通阀控制水流向ptc加热器，根据加热速率要求，外部控制器控制启动的ptc加热器数量和功率；当电堆正常工作时，五通阀控制水流向中冷器，实现对热量的正常交换；当电堆温度过高时，五通阀除了打开中冷器回路，还打开带风扇的散热器回路，实现对温度的进一步控制，加快热量散发。
16.参见图2，是本发明的其中一个具体实施时控制逻辑图，当计划启动燃料电池发动机，水温低于10℃时不直接启动燃料电池发动机，然后根据燃料电池温度进行依次判断，当温度低于10℃且温度低于零下10℃时，启动ptc加热器组所有ptc加热器，全功率加热，当温度在10℃至零下10℃之间时，启动部分ptc加热器；当温度上升到10℃以上时启动燃料电池发动机，此时控制ptc加热器部分运行，维持水温，当温度高于50℃时，关闭所有ptc发热器，防止水温超高。
17.参见图3，是本发明的另一个实施例控制逻辑示意图，当计划启动燃料电池发动机，水温低于10℃时不直接启动燃料电池发动机，然后根据燃料电池水温，进行一次性判断，当温度低于10℃且温度低于零下10℃时，启动ptc加热器组所有ptc加热器，全功率加热，当温度在10℃至零下10℃之间时，启动部分ptc加热器；当温度上升到10℃以上时启动燃料电池发动机，此时控制ptc加热器部分运行，维持水温，当温度高于50℃时，关闭所有ptc发热器，防止水温超高。
18.本发明的一种燃料电池用多工况温度控制系统，通过五通阀将ptc加热器组、带风扇的散热器、中冷器的结合，实现了对电堆温度的综合控制，通过两个ptc加热器并联的方案，解决了单一ptc加热器大流量下流阻过大的问题。通过控制ptc加热器工作数量，氢燃料发动机工作可以适配更多宽泛的工作温度区间，有效控制了ptc加热器对整车动力电池的消耗和对电堆功率的消耗，同时得益于采用两个ptc加热器并联的双保险方案，即便其中一个失效也可保证氢燃料发动机启机工作，提升了氢燃料发动机的低温启机稳定性和可靠性。
19.虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
技术特征：1.一种燃料电池用多工况温度控制系统，其特征在于：所述温度控制系统通过控制电堆内水温实现对电堆温度控制，所述温度控制系统包括水泵、五通阀、中冷器、氢气换热器、带风扇散热器、水滤和ptc加热器组；所述电堆出水口连接有水泵，所述水泵输出口连接五通阀其中一个接口，所述五通阀其他四个接口分别连接中冷器、带风扇散热器和ptc加热器组；所述中冷器输出口连接氢气换热器，所述氢气换热器输出口连接电堆输入口；所述带风扇散热器输出口接水滤，所述水滤输出口连接电堆输入口；所述温度控制系统通过控制五通阀实现对水路径控制，实现对水温控制。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用多工况温度控制系统，其特征在于：所述ptc加热器组含有两路ptc加热器，所述两路ptc加热器分别连接五通阀的一个接口。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用多工况温度控制系统，其特征在于：所述水泵、五通阀、带风扇散热器和ptc加热器组受控于外部控制器。
技术总结本发明公开了一种燃料电池用多工况温度控制系统，包括水泵、五通阀、中冷器、氢气换热器、带风扇散热器、水滤和PTC加热器组；电堆出水口连接有水泵，水泵输出口连接五通阀其中一个接口，五通阀其他四个接口分别连接中冷器、带风扇散热器和PTC加热器组；中冷器输出口连接氢气换热器，氢气换热器输出口连接电堆输入口；带风扇散热器输出口接水滤，所述水滤输出口连接电堆输入口；温度控制系统通过控制五通阀实现对水路径控制，实现对水温控制。本发明通过五通阀将PTC加热器组、带风扇的散热器、中冷器的结合，实现了对电堆温度的综合控制，通过两个PTC加热器并联的方案，解决了单一PTC加热器大流量下流阻过大的问题，实现了对电堆温度控制。度控制。度控制。
技术研发人员：仇昌盛 李飞强 文超 李佳莹 高云庆
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/7/5
