车辆及其电池动力系统的制作方法

本实用新型涉及车辆燃料电池动力系统配套组件技术领域，特别涉及一种电池动力系统。本实用新型还涉及一种应用该电池动力系统的车辆。

背景技术：

燃料电池系统作为电动车辆的主要动力系统，其工作性能直接影响着车辆的整体性能。燃料电池有最佳的工作温度区间，当温度较低时，燃料电池性能急剧下降。因此需要快速使燃料电池达到其最佳工作温度。

在冬季，燃料电池系统由正常工作状态转向怠速时，由于此时环境温度较低，燃料电池系统在怠速时产热也较少，燃料电池系统难以维持其较高的工作温度而不降低。因此，当车辆长时间怠速后，燃料电池工作温度也会大大降低，这就给燃料电池系统乃至车辆的整体运行工况和性能造成了不利影响。

因此，如何在低温及怠速工况下保持燃料电池系统的工作温度，以此保证车辆整体性能是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电池动力系统，该电池动力系统能够在低温及怠速工况下保持自身工作温度，以此保证车辆整体性能。本实用新型的另一目的是提供一种应用上述电池动力系统的车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池动力系统，包括燃料电池、增湿器以及中冷器，还包括沿气流方向顺次连通于所述中冷器的气腔上游的空气滤清器和空压机，所述增湿器的增湿腔沿气流方向连通于所述中冷器的气腔与所述燃料电池的气腔之间，且所述增湿器的增温腔沿气流方向连通于所述燃料电池的气腔的下游，所述增湿器的增温腔的下游连通有与尾气排放装置配合的节气门；

还包括沿冷却液的液流方向顺次连通的燃料电池的液腔、节温器、散热器以及水泵，所述水泵的出口与所述燃料电池的液腔的入口导通以形成冷却液循环管路，还包括与所述燃料电池的液腔并联的换热管路，所述换热管路的入口位于所述水泵的出口与所述燃料电池的液腔的入口之间，且所述换热管路的出口位于所述燃料电池的出口与所述节温器的入口之间，所述换热管路上沿液流方向顺次连通有电磁阀和中冷器的液腔。

优选地，所述中冷器的气腔的入口处、出口处以及所述燃料电池的气腔的出口处均设置有测温装置，所述电池动力系统还包括与所述测温装置以及所述电磁阀配合的控制器。

优选地，所述节温器与所述水泵之间还连通有与所述散热器并联的ptc发热装置。

优选地，所述燃料电池的液腔的入口处设置有过滤器。

本实用新型还提供一种车辆，包括连通于列车管与总风缸间的电池动力系统，所述电池动力系统为如上述任一项所述的电池动力系统。

相对上述背景技术，本实用新型所提供的电池动力系统，其工作运行过程中，若空压机与中冷器的气腔入口间的气体温度低于燃料电池的气腔出口与增湿器的增温腔之间的气体温度，则电磁阀关闭，由此使得冷却液循环过程中不流经中冷器的液腔，从而避免中冷器的气腔内的气体与其液腔内的冷却液产生热交换而吸收热量，避免气体流经中冷器时温度进一步升高，同时避免冷却液因流经中冷器时发生热交换而温度降低，进而使气体流经中冷器时温度不变，未被中冷器升温的气体在之后流经增湿器时会较多地吸收自燃料电池通入增湿器内的尾气中的热量，以降低尾气排放过程中的热量损失，而冷却液由于未流经中冷器，故而得以稳步升温，有助于进一步加快整个动力系统的暖机进程，保证系统在低温环境及怠速状态下的工作温度和运行状态。

在本实用新型的另一优选方案中，所述中冷器的气腔的入口处、出口处以及所述燃料电池的气腔的出口处均设置有测温装置，所述电池动力系统还包括与所述测温装置以及所述电磁阀配合的控制器。设备运行过程中，通过各测温装置实时监测各不同位置处的空气温度并将这些测得的温度数据反馈至控制器进行对比，以判定中冷器的气腔入口处、出口处以及燃料电池的气腔出口处的温度高低，控制器根据判定结果调整电磁阀的开启或关闭状态，以此实现对中冷器工作状态的调整，从而保证电池动力系统的工作温度处于较为稳定适宜的状态，并使所述电池动力系统的运行状态符合当前工况需要。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的电池动力系统的液流系统与气流系统的组件配合示意图。

其中，11-燃料电池、12-增湿器、13-中冷器、14-空气滤清器、15-空压机、16-节气门、21-节温器、22-散热器、23-水泵、24-换热管路、241-电磁阀、25-ptc发热装置、26-过滤器。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电池动力系统，该电池动力系统能够在低温及怠速工况下保持自身工作温度，以此保证车辆整体性能；同时，提供一种应用上述电池动力系统的车辆。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的电池动力系统的液流系统与气流系统的组件配合示意图。

在具体实施方式中，本实用新型所提供的电池动力系统，包括燃料电池11、增湿器12以及中冷器13，还包括沿气流方向顺次连通于中冷器13的气腔上游的空气滤清器14和空压机15，增湿器12的增湿腔沿气流方向连通于中冷器13的气腔与燃料电池11的气腔之间，且增湿器12的增温腔沿气流方向连通于燃料电池11的气腔的下游，增湿器12的增温腔的下游连通有与尾气排放装置配合的节气门16；还包括沿冷却液的液流方向顺次连通的燃料电池11的液腔、节温器21、散热器22以及水泵23，水泵23的出口与燃料电池11的液腔的入口导通以形成冷却液循环管路，还包括与燃料电池11的液腔并联的换热管路24，换热管路24的入口位于水泵23的出口与燃料电池11的液腔的入口之间，且换热管路24的出口位于燃料电池11的出口与节温器21的入口之间，换热管路24上沿液流方向顺次连通有电磁阀241和中冷器13的液腔。

其工作运行过程中，若空压机15与中冷器13的气腔入口间的气体温度低于燃料电池11的气腔出口与增湿器12的增温腔之间的气体温度，则电磁阀241关闭，由此使得冷却液循环过程中不流经中冷器13的液腔，从而避免中冷器13的气腔内的气体与其液腔内的冷却液产生热交换而吸收热量，避免气体流经中冷器13时温度进一步升高，同时避免冷却液因流经中冷器13时发生热交换而温度降低，进而使气体流经中冷器13时温度不变，未被中冷器13升温的气体在之后流经增湿器12时会较多地吸收自燃料电池11通入增湿器12内的尾气中的热量，以降低尾气排放过程中的热量损失，而冷却液由于未流经中冷器13，故而得以稳步升温，有助于进一步加快整个动力系统的暖机进程，保证系统在低温环境及怠速状态下的工作温度和运行状态。

此外，若空压机15与中冷器13的气腔入口间的气体温度高于燃料电池11的气腔出口与增湿器12的增温腔之间的气体温度，则电磁阀241开启，冷却液重新流经中冷器13的液腔并与流经中冷器13的气腔的增压空气进行热交换，以对增压空气实施冷却，保证整个燃料电池系统的工作温度处于合理状态。

进一步地，中冷器13的气腔的入口处、出口处以及燃料电池11的气腔的出口处均设置有测温装置，电池动力系统还包括与测温装置以及电磁阀241配合的控制器。设备运行过程中，通过各测温装置实时监测各不同位置处的空气温度并将这些测得的温度数据反馈至控制器进行对比，以判定中冷器13的气腔入口处、出口处以及燃料电池11的气腔出口处的温度高低，控制器根据判定结果调整电磁阀241的开启或关闭状态，以此实现对中冷器13工作状态的调整，从而保证电池动力系统的工作温度处于较为稳定适宜的状态，并使电池动力系统的运行状态符合当前工况需要。

更具体地，节温器21与水泵23之间还连通有与散热器22并联的ptc(正温度系数热敏电阻)发热装置。若当前工况下冷却液温度较低且急需将系统工作温度提升至目标值，则可以通过ptc发热装置25对冷却液实施加热，以使冷却液能够更快到达较高的温度，保证整个系统的工作温度快速达标，尽快进入高校工作状态。

另一方面，燃料电池11的液腔的入口处设置有过滤器26。该过滤器26能够对冷却液进行高校过滤，以免冷却液内的杂质通入燃料电池11内而对燃料电池11的正常运行造成不利影响，保证整个燃料电池系统的稳定可靠运行。

在具体实施方式中，本实用新型所提供的车辆，包括车体和电池动力系统，该电池动力系统为如上文实施例中的电池动力系统。该车辆的电池动力系统能够在低温及怠速工况下保持自身工作温度，以此保证车辆整体性能。

综上可知，本实用新型中提供的电池动力系统，其工作过程中，若空压机与中冷器的气腔入口间的气体温度低于燃料电池的气腔出口与增湿器的增温腔之间的气体温度，则电磁阀关闭，由此使得冷却液循环过程中不流经中冷器的液腔，从而避免中冷器的气腔内的气体与其液腔内的冷却液产生热交换而吸收热量，避免气体流经中冷器时温度进一步升高，同时避免冷却液因流经中冷器时发生热交换而温度降低，进而使气体流经中冷器时温度不变，未被中冷器升温的气体在之后流经增湿器时会较多地吸收自燃料电池通入增湿器内的尾气中的热量，以降低尾气排放过程中的热量损失，而冷却液由于未流经中冷器，故而得以稳步升温，有助于进一步加快整个动力系统的暖机进程，保证系统在低温环境及怠速状态下的工作温度和运行状态。

此外，本实用新型所提供的应用上述电池动力系统的车辆，其电池动力系统能够在低温及怠速工况下保持自身工作温度，以此保证车辆整体性能。

以上对本实用新型所提供的电池动力系统以及应用该电池动力系统的车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。