车辆热管理系统、车辆及车辆热管理方法与流程

1.本发明涉及燃料电池车辆技术领域，具体而言，涉及一种车辆热管理系统、车辆及车辆热管理方法。


背景技术：

2.燃料电池车辆作为未来新能源的重要发展方向，具有排放零污染、加氢时间短且续航里程长的优点。
3.燃料电池车辆的热管理涉及到燃料电池系统、动力电池、驱动电机、高压零部件、板式换热器、散热器电子风扇、膨胀水箱、水泵、水温传感器等。
4.现有技术中的燃料电池车辆热管理系统没有高效化、集成化、节能化地对燃料电池车辆的各个零部件的热管理，而是针对各个零部件在运行工况下所提出的散热需求来对各自的热管理分别进行满足的，没有分析各个零部件在不同工况下的温度情况，无法实现各个零部件的热量的再利用，这无形中增加了整车的成本及重量，从而导致了整车热管理的能耗过大，影响了车辆的续航里程。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种车辆热管理系统、车辆及车辆热管理方法，以解决现有技术中的燃料电池车辆热管理系统的能耗过大的问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种车辆热管理系统，包括：燃料电池堆、动力电池、驱动电机和换热器；燃料电池堆热管理回路，经过燃料电池堆和换热器；驱动电机热管理回路，经过驱动电机和换热器；动力电池热管理回路，经过动力电池和换热器；加热回路，经过换热器；制冷回路，经过换热器；其中，燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路、加热回路以及制冷回路中的任意两个之间均可在换热器处进行热交换。
7.进一步地，燃料电池堆热管理回路包括燃料电池堆换热回路和第一换热回路，燃料电池堆换热回路经过燃料电池堆，第一换热回路的两端均与燃料电池堆换热回路连接，第一换热回路经过换热器；驱动电机热管理回路包括驱动电机换热回路和第二换热回路，驱动电机换热回路经过驱动电机，第二换热回路的两端均与驱动电机换热回路连接，第二换热回路经过换热器。
8.进一步地，第二换热回路与动力电池热管理回路连接。
9.进一步地，车辆热管理系统包括：第一水泵，设置在燃料电池堆换热回路上，以驱动燃料电池堆换热回路中的液体的流动；第一水箱，与燃料电池堆换热回路连接，以向燃料电池堆换热回路供液；第一散热器，设置在燃料电池堆换热回路上且位于第一水泵的入口和燃料电池堆之间；第一风扇，位于第一散热器的一侧并朝向第一散热器设置，以对第一散热器进行散热；其中，第一散热器与第一水箱连接，以向第一水箱排气。
10.进一步地，车辆热管理系统包括：第一三通阀，设置在燃料电池堆换热回路上，第
一三通阀的第一端与燃料电池堆的出口连接，第一三通阀的第二端与第一散热器的入口连接，第一三通阀的第三端与第一水泵的入口连接；第二三通阀，设置在燃料电池堆换热回路上，第二三通阀的第一端与燃料电池堆的入口连接，第二三通阀的第二端与第一水泵(5)的出口连接，第二三通阀的第三端与第一换热回路的入口连接。
11.进一步地，车辆热管理系统包括：第一温度检测部件，设置在燃料电池堆换热回路上且位于燃料电池堆的入口处；第二温度检测部件，设置在燃料电池堆换热回路上且位于燃料电池堆的出口处。
12.进一步地，车辆热管理系统包括：第二水泵，设置在驱动电机换热回路上，以驱动驱动电机换热回路中的液体的流动；第二水箱，与燃料电池堆换热回路连接，以向燃料电池堆换热回路供液；第二散热器，设置在驱动电机换热回路上且位于第二水泵的靠近驱动电机的出口的一侧；第二风扇，位于第二散热器的一侧并朝向第二散热器设置，以对第二散热器进行散热；高压零部件，设置在驱动电机换热回路上且位于第二水泵和驱动电机之间；其中，第二散热器与第二水箱连接，以向第二水箱排气。
13.进一步地，车辆热管理系统包括：第三三通阀，设置在驱动电机换热回路上，第三三通阀的第一端与第二水泵的出口连通，第三三通阀的第二端与第二散热器的入口连通，第三三通阀的第三端与第二换热回路的入口连通；第四三通阀，设置在第二换热回路上且位于第三三通阀的第三端和换热器之间，且第四三通阀与动力电池热管理回路连通；第五三通阀，设置在动力电池热管理回路上的靠近换热器的入口处，且第五三通阀与第二换热回路的出口连通。
14.进一步地，车辆热管理系统包括：第三温度检测部件，设置在驱动电机换热回路上且位于第三三通阀和第二散热器之间；第四温度检测部件，设置在驱动电机换热回路上且位于第二水泵和第二散热器之间。
15.进一步地，车辆热管理系统包括第三水泵，设置在动力电池热管理回路上，以驱动动力电池热管理回路中的液体的流动。
16.进一步地，车辆热管理系统包括：加热装置，设置在加热回路上以对加热回路中的液体进行加热；制冷装置，设置在制冷回路上以对制冷回路中的液体进行制冷。
17.根据本发明的第二方面，提供了一种车辆，包括上述的车辆热管理系统。
18.根据本发明的第三方面，提供了一种车辆热管理方法，适用于上述的车辆，车辆热管理方法包括燃料电池堆热管理方法，燃料电池堆热管理方法包括：当车辆处于放电过程或充电过程中时，获取燃料电池堆的实时温度t01，并判断t01与第一预设温度t1和第二预设温度t2之间的大小关系；当t01＞t1时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆冷却模式，开启第一水泵，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀、第一散热器、第一水泵、第二三通阀和燃料电池堆，并通过控制第一水泵的转速和第一风扇的转速来控制对燃料电池堆的冷却效果，或者，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀、第一水泵、第二三通阀、换热器和燃料电池堆，以通过制冷回路对燃料电池堆热管理回路进行冷却；当t1≥t01≥t2时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆匀热模式，开启第一水泵，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀、第一水泵、第二三通阀、换热器和燃料电池堆；当t01＜t2时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆加热模式，开启第一水泵开启，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循
环流动并依次经过第一三通阀、第一水泵、第二三通阀、换热器和燃料电池堆，以使燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路、加热回路中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
19.进一步地，在控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路、加热回路中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热时，燃料电池堆热管理方法燃料电池堆热管理方法包括：判断加热回路是否在对动力电池热管理回路中的液体进行加热；当加热回路对动力电池热管理回路中的液体进行加热时，控制燃料电池堆热管理回路与加热回路进行热交换，以通过加热回路对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
20.进一步地，燃料电池堆热管理方法包括：当加热回路未对动力电池热管理回路中的液体进行加热时，获取驱动电机热管理回路的实时温度t02和动力电池热管理回路的实时温度t03，并判断t01、t02和t03之间的大小关系；当t02＞t03＞t01时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热；当t03＞t02＞t01时，控制燃料电池堆热管理回路与动力电池热管理回路进行热交换，以通过动力电池热管理回路对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热；当t01小于第三预设温度t3时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路同时进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路共同对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
21.进一步地，车辆热管理方法包括驱动电机热管理方法，驱动电机热管理方法包括：判断车辆是否处于行驶状态；当车辆未处于行驶状态时，判断车辆是否处于充电状态；当车辆处于充电状态时，控制驱动电机热管理回路中的液体循环流动，并根据车载充电机的实时温度来调节驱动电机热管理回路中的第二水泵的转速和第二风扇的转速，以保证车载充电机在适合的温度范围内工作；当车辆处于行驶状态时，获取车辆中的各个高压零部件的实时温度，根据各个高压零部件的实时温度中的最高实时温度来控制第二水泵的转速和第二风扇的转速，以保证各个高压零部件在适合的温度范围内工作。
22.进一步地，车辆热管理方法包括动力电池热管理方法，动力电池热管理方法包括：当车辆处于放电过程或充电过程中时，获取动力电池的实时温度点t04，并判断t04与第四预设温度t4和第五预设温度t5之间的大小关系；当t04＞t4时，控制车辆热管理系统进入动力电池冷却模式，开启第三水泵，控制动力电池热管理回路中的液体循环流动并依次经过第三水泵、动力电池、第五三通阀和换热器，并使动力电池热管理回路与制冷回路进行热交换，以通过制冷回路对动力电池热管理回路中的液体的进行冷却；当t4≥t04≥t5时，控制车辆热管理系统进入动力电池匀热模式，开启第三水泵，控制动力电池热管理回路中的液体循环流动并依次经过第三水泵、动力电池、第五三通阀和换热器；当t04＜t5时，控制车辆热管理系统进入动力电池加热模式，开启第三水泵，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第三水泵、动力电池、第五三通阀和换热器，以使动力电池热管理回路与燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路和加热回路中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
23.进一步地，动力电池热管理方法包括：获取燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05和驱动电机热管理回路中的实时温度t02，并判断t02、t04和t05之间的大小关系；当t05
＝t02＝t04时，控制动力电池热管理回路与加热回路进行热交换，以通过加热回路对动力电池热管理回路中的液体进行加热；当t02＞t05＞t04时，控制动力电池热管理回路与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对动力电池热管理回路中的液体进行加热；当t05＞t02＞t04时，控制动力电池热管理回路与燃料电池堆热管理回路，以通过燃料电池堆热管理回路对动力电池热管理回路中的液体进行加热；当t04小于第六预设温度t6时，控制动力电池热管理回路与驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路共同对动力电池热管理回路中的液体进行加热。
24.应用本发明的技术方案，本发明的车辆热管理系统，包括：燃料电池堆、动力电池、驱动电机和换热器；燃料电池堆热管理回路，经过燃料电池堆和换热器，以与燃料电池堆进行热交换；驱动电机热管理回路，经过驱动电机和换热器，以对驱动电机进行散热；动力电池热管理回路，经过动力电池和换热器，以与动力电池进行热交换；加热回路，经过换热器；制冷回路，经过换热器；其中，燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路、加热回路以及制冷回路中的任意两个之间均可在换热器处进行热交换。这样，本发明的车辆热管理系统能够根据各个零部件的实时温度对车辆热管理系统进行控制，以对燃料电池系统、驱动电机、动力电池以及整车的各个高压零部件进行热管理，实现了对各个零部件的废热的再利用，减少了现有技术中的车辆热管理系统中的一些冗余的零部件，降低了整车的成本及重量，实现了更加精准和高效的能量管理，降低了对车辆进行热管理所需的能耗，提高了车辆的续航里程，解决了现有技术中的燃料电池车辆热管理系统的能耗过大的问题。
附图说明
25.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1示出了根据本发明的车辆热管理系统的实施例的结构示意图；
27.图2示出了根据本发明的车辆热管理方法中与燃料电池堆进行热交换时的流程图；
28.图3示出了根据本发明的车辆热管理方法中与驱动电机和高压零部件进行热交换时的流程图；
29.图4示出了根据本发明的车辆热管理方法中与动力电池进行热交换时的流程图。
30.其中，上述附图包括以下附图标记：
31.1、燃料电池堆；2、驱动电机；3、动力电池；4、换热器；5、第一水泵；6、第一水箱；7、第一散热器；8、第一风扇；9、第一三通阀；10、第二三通阀；11、第一温度检测部件；12、第二温度检测部件；13、第二水泵；14、第二水箱；15、第二散热器；16、第二风扇；17、高压零部件；18、第三三通阀；19、第四三通阀；20、第五三通阀；21、第三温度检测部件；22、第四温度检测部件；23、第三水泵；24、加热装置；25、制冷装置；
32.100、燃料电池堆换热回路；200、驱动电机换热回路；300、动力电池热管理回路；400、加热回路；500、制冷回路；600、第一换热回路；700、第二换热回路。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.如图1所示，本发明提供了一种车辆热管理系统，包括：燃料电池堆1、动力电池3、驱动电机2和换热器4；燃料电池堆热管理回路，经过燃料电池堆1和换热器4，以与燃料电池堆1进行热交换；驱动电机热管理回路，经过驱动电机2和换热器4，以对驱动电机2进行散热；动力电池热管理回路300，经过动力电池3和换热器4，以与动力电池3进行热交换；加热回路400，经过换热器4；制冷回路500，经过换热器4；其中，燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路300、加热回路400以及制冷回路500中的任意两个之间均可在换热器4处进行热交换。
35.这样，本发明的车辆热管理系统能够根据各个零部件的实时温度对车辆热管理系统进行控制，以对燃料电池系统、驱动电机、动力电池以及整车的各个高压零部件进行热管理，实现了对各个零部件的废热的再利用，减少了现有技术中的车辆热管理系统中的一些冗余的零部件，降低了整车的成本及重量，实现了更加精准和高效的能量管理，降低了对车辆进行热管理所需的能耗，提高了车辆的续航里程，解决了现有技术中的燃料电池车辆热管理系统的能耗过大的问题。
36.如图1所示，燃料电池堆热管理回路包括燃料电池堆换热回路100和第一换热回路600，燃料电池堆换热回路100经过燃料电池堆1，第一换热回路600的两端均与燃料电池堆换热回路100连接，第一换热回路600经过换热器4；驱动电机热管理回路包括驱动电机换热回路200和第二换热回路700，驱动电机换热回路200经过驱动电机2，第二换热回路700的两端均与驱动电机换热回路200连接，第二换热回路700经过换热器4。
37.如图1所示，第二换热回路700与动力电池热管理回路300连接，燃料电池堆换热回路100可直接通过第二换热回路700向动力电池热管理回路300供应热的液体，以对动力电池热管理回路300进行加热。
38.如图1所示，车辆热管理系统包括：第一水泵5，设置在燃料电池堆换热回路100上，以驱动燃料电池堆换热回路100中的液体的流动；第一水箱6，与燃料电池堆换热回路100连接，以向燃料电池堆换热回路100供液；第一散热器7，设置在燃料电池堆换热回路100上且位于第一水泵5的入口和燃料电池堆1之间；第一风扇8，位于第一散热器7的一侧并朝向第一散热器7设置，以对第一散热器7进行散热；其中，第一散热器7与第一水箱6连接，以向第一水箱6排气。
39.具体地，第一水箱6为膨胀水箱。
40.如图1所示，车辆热管理系统包括：第一三通阀9，设置在燃料电池堆换热回路100上，第一三通阀9的第一端与燃料电池堆1的出口连接，第一三通阀9的第二端与第一散热器7的入口连接，第一三通阀9的第三端与第一水泵5的入口连接；第二三通阀10，设置在燃料电池堆换热回路100上，第二三通阀10的第一端与燃料电池堆1的入口连接，第二三通阀10的第二端与第一水泵5的出口和第一三通阀9的第三端均连接，第二三通阀10的第三端与第一换热回路600的入口连接，第一换热回路600的出口与第二三通阀10和燃料电池堆1之间的管路连接。
41.具体地，第一三通阀9和第二三通阀10均为电磁阀。
42.如图1所示，车辆热管理系统包括：第一温度检测部件11，设置在燃料电池堆换热回路100上且位于燃料电池堆1的入口处；第二温度检测部件12，设置在燃料电池堆换热回路100上且位于燃料电池堆1的出口处。
43.如图1所示，车辆热管理系统包括：第二水泵13，设置在驱动电机换热回路200上，以驱动驱动电机换热回路200中的液体的流动；第二水箱14，与燃料电池堆换热回路100连接，以向燃料电池堆换热回路100供液；第二散热器15，设置在驱动电机换热回路200上且位于第二水泵13的靠近驱动电机2的出口的一侧；第二风扇16，位于第二散热器15的一侧并朝向第二散热器15设置，以对第二散热器15进行散热；高压零部件，设置在驱动电机换热回路200上且位于第二水泵13和驱动电机2之间；其中，第二散热器15与第二水箱14连接，以向第二水箱14排气。
44.具体地，第二水箱14为膨胀水箱。
45.如图1所示，车辆热管理系统包括：第三三通阀18，设置在驱动电机换热回路200上，第三三通阀18的第一端与第二水泵13的出口连通，第三三通阀18的第二端与第二散热器15的入口连通，第三三通阀18的第三端与第二换热回路700的入口连通；第四三通阀19，设置在第二换热回路700上且位于第三三通阀18的第三端和换热器4之间，且第四三通阀19与动力电池热管理回路300连通；第五三通阀20，设置在动力电池热管理回路300上的靠近换热器4的入口处，且第五三通阀20与第二换热回路700的出口连通。
46.具体地，第三三通阀18、第四三通阀19和第五三通阀20均为电磁阀。
47.如图1所示，车辆热管理系统包括：第三温度检测部件21，设置在驱动电机换热回路200上且位于第三三通阀18和第二散热器15之间；第四温度检测部件22，设置在驱动电机换热回路200上且位于第二水泵13和第二散热器15之间。
48.如图1所示，车辆热管理系统包括第三水泵23，设置在动力电池热管理回路300上，以驱动动力电池热管理回路300中的液体的流动。
49.如图1所示，车辆热管理系统包括：加热装置24，设置在加热回路400上以对加热回路400中的液体进行加热；制冷装置25，设置在制冷回路500上以对制冷回路500中的液体进行制冷。
50.本发明提供了一种车辆，包括上述的车辆热管理系统。
51.如图2至图4所示，本发明还提供了一种车辆热管理方法，适用于上述的车辆，车辆热管理方法包括燃料电池堆热管理方法，燃料电池堆热管理方法包括：当车辆处于放电过程或充电过程中时，获取燃料电池堆1的实时温度t01，并判断t01与第一预设温度t1和第二预设温度t2之间的大小关系；当t01＞t1时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆冷却模式，开启第一水泵5，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀9、第一散热器7、第一水泵5、第二三通阀10和燃料电池堆1，并通过控制第一水泵5的转速和第一风扇8的转速来控制对燃料电池堆1的冷却效果，或者，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1，以通过制冷回路500对燃料电池堆热管理回路进行冷却；当t1≥t01≥t2时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆匀热模式，开启第一水泵5，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1；当t01＜t2时，控制车辆热管理系统进入燃料电池堆加热模式，开启第一水泵5开启，控制燃
料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1，以使燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路300、加热回路400中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
52.如图2所示，在控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路300、加热回路400中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热时，燃料电池堆热管理方法燃料电池堆热管理方法包括：判断加热回路400是否在对动力电池热管理回路300中的液体进行加热；当加热回路400对动力电池热管理回路300中的液体进行加热时，控制燃料电池堆热管理回路与加热回路400进行热交换，以通过加热回路400对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
53.如图2所示，燃料电池堆热管理方法包括：当加热回路400未对动力电池热管理回路300中的液体进行加热时，获取驱动电机热管理回路的实时温度t02和动力电池热管理回路300的实时温度t03，并判断t01、t02和t03之间的大小关系；当t02＞t03＞t01时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热；当t03＞t02＞t01时，控制燃料电池堆热管理回路与动力电池热管理回路300进行热交换，以通过动力电池热管理回路300对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热；当t01小于第三预设温度t3时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路300同时进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路300共同对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
54.具体地，燃料电池系统控制器(即fcu)根据燃料电池堆1的实时温度t01来判断燃料电池系统的热负荷状态，以控制燃料电池堆热管理回路的工作状态，本发明的燃料电池堆热管理方法如下：
55.(1)、燃料电池堆冷却
56.行驶工况冷却：当燃料电池堆1的实时温度t01大于第一预设温度t1时，燃料电池系统控制器(即fcu)取燃料电池堆1的实时温度t01所对应的占空比来控制第一水泵5的转速和第一风扇8的转速。同时，通过整车控制器判断动力电池3是否处于冷却状态，当动力电池处于冷却状态时，控制第一三通阀9和第二三通阀10动作，以使第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1所在的回路连通，以通过制冷回路500对燃料电池堆热管理回路进行制冷，并通过控制第一水泵5的转速和制冷回路500中的制冷装置25的制冷风扇的转速来控制对燃料电池堆1的冷却效果，以使燃料电池堆1处在合适的工作温度范围内；当动力电池3未处于冷却状态时，控制第一三通阀9和第二三通阀10动作，以使第一三通阀9、第一散热器7、第一水泵5、第二三通阀10和燃料电池堆1所在的回路连通，并通过控制第一水泵5的转速和第一风扇8的转速来控制对燃料电池堆1的冷却效果，以使燃料电池堆1处在合适的工作温度范围内。
57.其他工况冷却：当整车行驶结束后，燃料电池系统控制器需要对燃料电池堆热管理回路中的第一水泵5和第一风扇8做延迟工作状态控制，以避免燃料电池堆1的某个区域在短时间内出现较大温升。
58.另外，当燃料电池系统控制器判断燃料电池堆1上报在can网(控制器局域网)中的实时温度t01超出最大允许温度时，整车进入故障模式，燃料电池系统控制器限制燃料电池
堆1的输出功率，车辆的仪表显示限功率指示灯，燃料电池堆热管理回路中的第一水泵5和第一风扇8均保持上一工况的转速不变。
59.(2)燃料电池堆匀热
60.匀热模式：当t01在第一预设温度t1和第二预设温度t2之间时，控制燃料电池堆热管理回路中的第一三通阀9和第二三通阀10动作，以使第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1所在的回路连通，以保证燃料电池堆热管理回路中的液体的循环流动，从而避免燃料电池堆1的热量的积聚上升。
61.(3)燃料电池堆加热
62.车辆在放电和充电过程中，燃料电池系统控制器根据燃料电池堆1的实时温度t01判定燃料电池系统是否需要加热；当燃料电池堆1的实时温度t01小于第二预设温度t2时，发送加热信号至整车控制器，整车控制器根据燃料电池系统反馈的加热信号控制燃料电池堆热管理回路中的第一三通阀9和第二三通阀10动作，以使第一三通阀9、第一水泵5、第二三通阀10、换热器4和燃料电池堆1所在的回路连通，并通过驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路300、加热回路400中的至少一个对燃料电池堆热管理回路进行加热，以对燃料电池堆1进行加热，使燃料电池堆1处在合适的工作温度范围内。
63.加热器加热模式：当加热回路400对动力电池热管理回路300中的液体进行加热时，控制燃料电池堆热管理回路与加热回路400进行热交换，以通过加热回路400对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。另外，当驱动电机热管理回路的实时温度t02和动力电池热管理回路300的实时温度t03高于燃料电池堆1的实时温度t01时，退出加热器加热模式。
64.驱动电机热管理回路加热模式：当驱动电机热管理回路的实时温度t02大于动力电池热管理回路300的实时温度t03，且动力电池热管理回路300的实时温度t03大于燃料电池堆1的实时温度t01时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。另外，当动力电池热管理回路300的实时温度t03大于驱动电机热管理回路的实时温度t02时，退出驱动电机热管理回路加热模式。
65.动力电池热管理回路加热模式：当动力电池热管理回路300的实时温度t03大于驱动电机热管理回路的实时温度t02，且驱动电机热管理回路的实时温度t02大于燃料电池堆1的实时温度t01时，控制燃料电池堆热管理回路与动力电池热管理回路300进行热交换，以通过动力电池热管理回路300对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。另外，当驱动电机热管理回路的实时温度t02大于动力电池热管理回路300的实时温度t03时，退出驱动电机热管理回路加热模式。
66.混合加热模式：当燃料电池堆1的实时温度t01小于第三预设温度t3时，控制燃料电池堆热管理回路与驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路300进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和动力电池热管理回路300共同对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
67.如图3所示，车辆热管理方法包括驱动电机热管理方法，驱动电机热管理方法包括：判断车辆是否处于行驶状态；当车辆未处于行驶状态时，判断车辆是否处于充电状态；当车辆处于充电状态时，控制驱动电机热管理回路中的液体循环流动，并根据车载充电机
的实时温度来调节驱动电机热管理回路中的第二水泵13的转速和第二风扇16的转速，以保证车载充电机在适合的温度范围内工作；当车辆处于行驶状态时，获取车辆中的各个高压零部件17的实时温度，根据各个高压零部件17的实时温度中的最高实时温度来控制第二水泵13的转速和第二风扇16的转速，以保证各个高压零部件17在适合的温度范围内工作。
68.其中，车辆中的各个高压零部件17包括车辆中所有需要进行热管理的高压零部件，这里是统称，不再展开赘述，同样对于这些高压零部件的串并联方式这里也不在过多讨论。
69.本发明的燃料电池堆热管理方法如下：
70.(1)行驶工况冷却
71.整车控制器根据各个高压零部件的实时温度中的最高实时温度所对应的占空比来控制驱动电机热管理回路中的第二水泵13的转速和第二风扇16的转速，以保证各个高压零部件17均工作在适合的温度范围内。
72.(2)充电工况冷却
73.在充电工况下，高压零部件只有车载充电机(即obc)在工作，故整车控制器根据车载充电机的实时温度来调节驱动电机热管理回路中的第二水泵13的转速和第二风扇16的转速，以保证车载充电机工作在适合的温度范围内。
74.(3)其它工况冷却
75.当整车行驶或充电结束后，整车控制器需要对驱动电机热管理回路中的第二水泵13和第二风扇16做延迟工作状态控制，以避免内某个区域在短时间出现较大温升。
76.备注：当整车控制器判断各个高压零部件17上报在can网中的温度出超出最大允许温度时，整车进入故障模式，整车控制器限制整车的功率，车辆的仪表显示限功率指示灯，第二水泵13和第二风扇16均保持上一工况的转速不变。
77.如图4所示，车辆热管理方法包括动力电池热管理方法，动力电池热管理方法包括：当车辆处于放电过程或充电过程中时，获取动力电池3的实时温度点t04，并判断t04与第四预设温度t4和第五预设温度t5之间的大小关系；当t04＞t4时，控制车辆热管理系统进入动力电池冷却模式，开启第三水泵23，控制动力电池热管理回路300中的液体循环流动并依次经过第三水泵23、动力电池3、第五三通阀20和换热器4，并使动力电池热管理回路300与制冷回路500进行热交换，以通过制冷回路500对动力电池热管理回路300中的液体的进行冷却；当t4≥t04≥t5时，控制车辆热管理系统进入动力电池匀热模式，开启第三水泵23，控制动力电池热管理回路300中的液体循环流动并依次经过第三水泵23、动力电池3、第五三通阀20和换热器4；当t04＜t5时，控制车辆热管理系统进入动力电池加热模式，开启第三水泵23，控制燃料电池堆热管理回路中的液体循环流动并依次经过第三水泵23、动力电池3、第五三通阀20和换热器4，以使动力电池热管理回路300与燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路和加热回路400中的至少一个进行热交换，以对燃料电池堆热管理回路中的液体进行加热。
78.如图4所示，动力电池热管理方法包括：获取燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05和驱动电机热管理回路中的实时温度t02，并判断t02、t04和t05之间的大小关系；当t05＝t02＝t04时，控制动力电池热管理回路300与加热回路400进行热交换，以通过加热回路400对动力电池热管理回路300中的液体进行加热；当t02＞t05＞t04时，控制动力电池热管
理回路300与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对动力电池热管理回路300中的液体进行加热；当t05＞t02＞t04时，控制动力电池热管理回路300与燃料电池堆热管理回路，以通过燃料电池堆热管理回路对动力电池热管理回路300中的液体进行加热；当t04小于第六预设温度t6时，控制动力电池热管理回路300与驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路共同对动力电池热管理回路300中的液体进行加热。
79.具体地，动力电池管理系统控制器(即bms)根据动力电池3的实时温度t04判断动力电池管理系统的热负荷状态，本发明的动力电池热管理方法如下：
80.(1)、动力电池冷却
81.当动力电池3的实时温度t04大于第四预设温度t4时，开启第三水泵23，控制动力电池热管理回路300中的液体循环流动并依次经过第三水泵23、动力电池3、第五三通阀20和换热器4，并使动力电池热管理回路300与制冷回路500进行热交换，以通过制冷回路500对动力电池热管理回路300中的液体的进行冷却。同时，整车控制器根据电池的不同温度点，调节电池冷却回路水泵开闭、制冷装置中风扇档位、压缩机开闭这三个冷却部件工作状态，以保证动力电池3工作在适宜的温度范围内。
82.另外，当动力电池冷却结束后，动力电池管理系统控制器需要对动力电池热管理回路300中的第三水泵23和制冷装置25中的风扇等做延迟工作状态控制，以避免动力电池3的某个区域在短时间内出现较大温升。
83.(2)、动力电池匀热
84.匀热模式：当动力电池3的实时温度t04在第四预设温度t4和第五预设温度t5之间时，控制车辆热管理系统进入动力电池匀热模式，开启第三水泵23，并控制第四三通阀19和第五三通阀20动作，以使第三水泵23、动力电池3、第五三通阀20和换热器4连通，以保证制动力电池热管理回路300中的液体循环流动，从而避免了热量的积聚上升。
85.(3)、动力电池加热
86.动力电池管理系统(bms)通过布置在动力电池3中的温度传感器监测电池温度判断动力电池3是否需要加热，当动力电池3的实时温度t04小于第五预设温度t5时，动力电池管理系统控制器发送加热信号至整车控制器，整车控制器根据动力电池3的实时温度来确定启动何种加热模式。
87.加热器加热模式：当燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05、驱动电机热管理回路中的实时温度t02以及动力电池3的实时温度t04相等(基本误差在3摄氏度内)时，控制动力电池热管理回路300与加热回路400进行热交换，以通过加热回路400对动力电池热管理回路300中的液体进行加热。另外，当驱动电机热管理回路的实时温度t02和燃料电池堆热管理回路的实时温度t05高于动力电池3的实时温度t04时，退出加热器加热模式。
88.驱动电机热管理回路加热模式：当驱动电机热管理回路中的实时温度t02大于燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05，且燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05大于动力电池3的实时温度t04时，控制动力电池热管理回路300与驱动电机热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路对动力电池热管理回路300中的液体进行加热。另外，当燃料电池堆热管理回路的实时温度t03大于驱动电机热管理回路的实时温度t02时，退出驱动电机热管理回路加热模式。
89.燃料电池堆热管理回路：当燃料电池堆热管理回路中的实时温度t05大于驱动电机热管理回路中的实时温度t02，且驱动电机热管理回路中的实时温度t02大于动力电池3的实时温度t04时，控制动力电池热管理回路300与燃料电池堆热管理回路，以通过燃料电池堆热管理回路对动力电池热管理回路300中的液体进行加热。另外，当驱动电机热管理回路的实时温度t02大于燃料电池堆热管理回路的实时温度t03时，退出驱动电机热管理回路加热模式。
90.混合加热模式：当动力电池3的实时温度t04小于第六预设温度t6时，控制动力电池热管理回路300与驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路进行热交换，以通过驱动电机热管理回路和燃料电池堆热管理回路共同对动力电池热管理回路300中的液体进行加热。
91.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
92.本发明的车辆热管理系统包括：燃料电池堆1、动力电池3、驱动电机2和换热器4；燃料电池堆热管理回路，经过燃料电池堆1和换热器4，以与燃料电池堆1进行热交换；驱动电机热管理回路，经过驱动电机2和换热器4，以对驱动电机2进行散热；动力电池热管理回路300，经过动力电池3和换热器4，以与动力电池3进行热交换；加热回路400，经过换热器4；制冷回路500，经过换热器4；其中，燃料电池堆热管理回路、驱动电机热管理回路、动力电池热管理回路300、加热回路400以及制冷回路500中的任意两个之间均可在换热器4处进行热交换。这样，本发明的车辆热管理系统能够根据各个零部件的实时温度对车辆热管理系统进行控制，以对燃料电池系统、驱动电机、动力电池以及整车的各个高压零部件进行热管理，实现了对各个零部件的废热的再利用，减少了现有技术中的车辆热管理系统中的一些冗余的零部件，降低了整车的成本及重量，实现了更加精准和高效的能量管理，降低了对车辆进行热管理所需的能耗，提高了车辆的续航里程，解决了现有技术中的燃料电池车辆热管理系统的能耗过大的问题。
93.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
94.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
95.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理
解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
96.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
97.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
98.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。