燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛的製作方法

2023-04-22 19:05:11

專利名稱：燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車用燃料電池散熱領域，具體而言，涉及一種燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛。
背景技術：
燃料電池汽車通過燃料電池發生電化學反應產生的電能來驅動汽車，由於其具有效率高、零排放、運行平穩、無噪聲等一系列優良性能，被稱為「地道的環保汽車」，是未來汽車產業發展的趨勢。燃料電池汽車其核心部件為燃料電池堆，燃料電池是一種高效、清潔、可持續工作的發電設備，以質子交換膜燃料電池(PEMFC)為例，燃料氣體(氫氣或重整氫)從陽極側進入，氫原子在陽極失去電子變成質子，質子穿過質子交換膜到達陰極，電子同時 經由外部迴路到達陰極，在陰極質子、電子與氧氣結合生成水。燃料電池採用電化學反應將化學能轉化為電能，不受卡諾循環的限制，直接發電效率高達45%，廣泛應用於電站、移動式電源、電動汽車、航天飛船、軍用裝備以及民用產品等領域。燃料電池堆在運行過程中會產生大量熱能，約佔燃料化學能的50%，以一個輸出為IOOkW的燃料電池堆為例，其會產生約IOOkW的熱量，使燃料電池堆溫度升高，過高的溫度會使膜乾燥，降低膜的性能，縮短膜的使用壽命，進而降低燃料電池堆的性能和使用壽命；與此同時，燃料電池的電源管理系統等電氣設備也會產生大量的熱量。為了提高燃料電池及相關電氣設備的運行效率和使用壽命，燃料電池系統及其相關部件(如電源管理系統、反應氣體和冷卻液體供給泵等)產生的熱量需要及時移除。通用汽車環球科技運作公司專利「整合的車輛冷卻系統」(申請號200810131536. I)提供了一種整合的車輛冷卻系統，該冷卻系統通過設備的共享實現了內燃機和輔助部件冷卻系統的整合。清華大學專利「 一種燃料電池城市客車車載冷卻循環系統」(申請號200810246572. 2)提供了一種燃料電池城市客車車載冷卻循環系統，為車載電氣設備提供冷卻，使燃料電池城市客車電器在可控的溫度內安全的工作。現代自動車株式會社專利「用於燃料電池汽車的冷卻系統」(申請號201010266526. 6)提供了一種用於燃料電池汽車的冷卻系統，包括整體散熱器框架，該整體散熱器框架在一個平面上串聯排列堆疊式散熱器和電動傳動系統散熱器，該發明能通過相對簡單的構型和組裝過程來實現。清華大學專利「燃料電池車用餘熱熱泵空調系統」(申請號200810113785. 8)提供了一種利用燃料電池發動機餘熱的熱泵空調系統，能同時滿足製冷和採暖需要，降低了空調系統消耗，提高了車輛動力性及經濟性。現有的技術調研發現，目前有關車用燃料電池的研究主要集中在如何實現燃料電池堆的有效冷卻，沒有形成高效的綜合熱管理優化系統，同時燃料電池堆、尾氣以及燃料電池堆運行過程中電氣等附件產生的熱量未被有效利用，這會增加車用燃料電池的運行成本，也會阻礙燃料電池汽車的產業化進程。
實用新型內容本實用新型旨在提供一種綜合利用燃料電池產生的熱量的燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛，以解決燃料電池系統的廢熱無法得到有效利用的問題。本實用新型提供了一種燃料電池熱管理系統，包括冷卻系統，用於回收燃料電池系統產生的廢熱；供暖系統，與冷卻系統相連通，用於利用冷卻系統回收的廢熱供暖。進一步地，供暖系統包括廢熱供暖系統，用於利用冷卻系統回收的廢熱供暖；電加熱供暖系統，用於電加熱供暖。進一步地，廢熱供暖系統包括冷卻液供暖系統，沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊；尾氣供暖系統，與燃料電池堆的尾氣排放口相連通。進一步地，冷卻液供暖系統包括冷卻液供暖器，冷卻液供暖器沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊；以及風扇，與冷卻液供暖器對應設置。進一步地，冷卻液供暖器為多個，多個冷卻液供暖器串聯或者並聯或者串並聯組合沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊；每個冷卻液供暖器對應設置有一個或多個風扇。進一步地，電加熱供暖系統與廢熱供暖系統並聯設置。進一步地，冷卻系統包括通過管道相互連通的燃料電池堆冷卻系統和電氣設備冷卻系統；電氣設備冷卻系統包括泵冷卻系統和電源管理系統冷卻系統；電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的上遊或者下遊。進一步地，電源管理系統冷卻系統外冷卻系統或者為內冷卻系統；外冷卻系統為冷卻管路位於電源管理系統外部並與電源管理系統貼合；內冷卻系統為冷卻管路位於電源管理系統內部。進一步地，燃料電池熱管理系統還包括散熱系統，散熱系統包括多個散熱器，多個散熱器串聯或者並聯或者串並聯組合沿冷卻介質的流動方向設置在供暖系統的下遊；以及冷卻風扇，每個散熱器對應設置一個或多個冷卻風扇。進一步地，燃料電池熱管理系統還包括控制系統，控制系統包括冷卻系統控制系統，冷卻系統控制系統包括冷卻介質容器溫度控制系統，用於在冷卻介質的溫度低於第一預設值時，控制加熱器啟用以加熱冷卻介質；泵溫度控制系統，用於在液體泵和氣體泵的溫度高於第二預設值時，控制泵冷卻系統啟用以降低液體泵和氣體泵的溫度；電源管理系統溫度控制系統，用於在電源管理系統溫度高於第三預設值時，控制電源管理系統冷卻系統啟用以降低電源管理系統的溫度；泵流量控制系統，用於在燃料電池堆溫度高於第四預設值時，控制液體泵提高流量以降低燃料電池堆溫度。進一步地，控制系統還包括供暖系統控制系統，供暖系統控制系統用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制供暖系統啟動供暖。進一步地，供暖系統控制系統包括冷卻液供暖系統控制系統，用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制冷卻液供暖系統的冷卻液供暖器逐個啟動供暖並啟動與冷卻液供暖器相對應的風扇；尾氣供暖系統控制系統，用於在冷卻液供暖系統最大供暖溫度低於預設供暖溫度時，啟動尾氣供暖系統啟動並與冷卻液供暖系統共同供暖；電加熱供暖系統控制系統，用於在尾氣供暖系統與冷卻液供暖系統共同供暖的最大供暖溫度低於預設供暖溫度時，控制電加熱供暖系統啟動並與尾氣供暖系統和冷卻液供暖系統共同供暖。進一步地，控制系統還包括散熱系統控制系統，用於當散熱器系統和供暖系統之間的管路內冷卻介質的溫度高於第五預定值時，啟動散熱器系統以降低冷卻介質溫度。本實用新型還提供了一種燃料電池系統，包括燃料電池堆，燃料電池系統和前述的燃料電池熱管理系統。本實用新型還提供了一種車輛，包括車輪、車身、以及傳動系統，該車輛為小轎車，小轎車包括前述的燃料電池系統；燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的上遊；電源管理系統冷卻系統為外冷卻系統，燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向小轎車的車身內部供暖。 本實用新型還提供了一種車輛，包括車輪、車身、以及傳動系統，該車輛為大巴車，大巴車包括前述的燃料電池系統；燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的上遊；電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統；燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向大巴車的車身內部供暖。本實用新型還提供了一種車輛，包括車輪、車身、以及傳動系統，該車輛為大型機車，大型機車包括前述的燃料電池系統；燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的下遊；電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統或者外冷卻系統；燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向大型機車的車身內部供暖。根據本實用新型的燃料電池熱管理系統及具有其的燃料電池系統，燃料電池熱管理系統通過冷卻系統對燃料電池系統的各個部件冷卻降溫並回收燃料電池系統產生的廢熱，供暖系統利用冷卻系統回收的廢熱作為熱源供暖，從而對燃料電池堆、尾氣以及燃料電池堆運行過程中電氣等附件產生的熱量有效利用，降低燃料電池的運行成本。

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的結構框架示意圖；圖2是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第一實施例的結構框圖；圖3是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第二實施例的結構框圖；圖4是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第三實施例的結構示意圖；圖5是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第四實施例的結構示意圖；圖6是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第五實施例的結構示意圖；以及圖7是根據本實用新型的燃料電池熱管理系統的第六實施例的結構示意圖。
具體實施方式
[0036]下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。如圖I所示，根據本實用新型的一種燃料電池熱管理系統，包括冷卻系統100，用於回收燃料電池系統產生的廢熱；供暖系統15，與冷卻系統相連通，用於利用冷卻系統100回收的廢熱供暖。冷卻系統100對燃料電池系統的各個部件冷卻降溫並回收燃料電池系統產生的廢熱，供暖系統15利用冷卻系統回收的廢熱作為熱源供暖，從而對燃料電池堆、尾氣以及燃料電池堆運行 過程中電氣等附件產生的熱量有效利用，降低燃料電池的運行成本。供暖系統15包括廢熱供暖系統13和電加熱供暖系統14。廢熱供暖系統13用於利用冷卻系統回收的廢熱供暖；電加熱供暖系統14，用於電加熱供暖，當廢熱供暖系統13的供暖能力不能達到用戶的供暖需求時，可以通過電加熱供暖系統14加熱供暖，彌補廢熱供暖系統13的供暖能力不足。優選地，電加熱供暖系統14與廢熱供暖系統13並聯設置，當廢熱供暖系統13供暖能力不能滿足用戶需求時，電加熱供暖系統14與廢熱供暖系統13同時工作，共同為用戶供暖。廢熱供暖系統13包括冷卻液供暖系統和尾氣供暖系統。冷卻液供暖系統沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊，利用冷卻系統的冷卻介質回收的燃料電池系統的廢熱作為熱源供暖。冷卻液供暖系統包括多個冷卻液供暖器，冷卻液供暖器沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊；冷卻液供暖器為主要的熱交換部件，高溫的冷卻介質在冷卻液供暖器中熱交換供暖。優選地，冷卻液供暖系統還包括風扇，與冷卻液供暖器對應設置，每個冷卻液供暖器對應設置有一個或多個風扇，當風扇啟動時，有利於提高供暖器的熱交換的效率，提高供暖效果。冷卻液供暖器為多個，多個冷卻液供暖器串聯或者並聯或者串並聯組合沿冷卻介質的流動方向設置在冷卻系統的下遊。當串聯設置時，冷卻液供暖器逐級與外界環境熱交換，第一級與外界環境的溫差較大，熱交換效率較高，但是隨著級別增多，冷卻液供暖器與外界環境的溫差逐漸減小，熱交換效率逐漸減小。冷卻液供暖器並聯設置時，所有的冷卻液供暖器中都為高溫冷卻介質，與外界環境溫差較大，整個系統熱交換效果更好，故最優選的方案為多個冷卻液供暖器並聯設置在冷卻系統的出口端。尾氣供暖系統與燃料電池堆的尾氣排放口相連通，尾氣供暖系統與尾氣排放口之間的管道上設置有可控的開關，當不需要尾氣供暖系統供暖時，開關關閉，燃料電池堆產生的尾氣最終排入大氣。燃料電池系統主要包括燃料電池堆及相應的電氣設備，電氣設備主要包括電源管理系統和輸送冷卻介質的液體泵和輸送燃料電池堆燃料、氧化劑等的氣體泵，優選地，氣體泵為壓縮機或者風機。在燃料電池系統工作時，燃料電池堆為主要發熱部件，但是電源管理系統及氣體泵和液體泵工作時也會產生熱量，如果不及時冷卻，也會導致電源管理系統和氣體泵及液體泵溫度過高。故燃料電池熱管理系統的冷卻系統主要包括冷卻介質容器1，以及通過管道與冷卻介質容器I相互連通的燃料電池堆冷卻系統12和電氣設備冷卻系統；電氣設備冷卻系統包括泵冷卻系統4和電源管理系統冷卻系統11。電源管理系統冷卻系統11沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統12的上遊或者下遊。如圖2所示，當冷卻介質從低溫部件逐漸流向高溫部件時，能夠有效的減小冷卻介質用量，提高熱交換效率，按照上述原則，當燃料電池系統的常用工作功率較小時，電源管理系統發熱量也較小，此時，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統12的上遊。如圖3所示，當燃料電池系統的常用工作功率較大時，電源管理系統發熱量也較大，此時，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統12的下遊。當電源管理系統發熱量較小時，電源管理系統冷卻系統11位於電源管理系統外部即可滿足冷卻要求，此時，電源管理系統冷卻系統11設置為外冷卻系統，冷卻管路位於電源管理系統外部並與電源管理系統貼 合，結構簡單，降低成本，同時能夠有效地滿足冷卻要求。當電源管理系統發熱量較大時，位於電源管理系統外部的冷卻管路已經無法滿足要求，此時，可將電源管理系統冷卻系統11設置為內冷卻系統，冷卻管路位於電源管理系統內部，或者電源管理系統的內部即設置有冷卻介質流動的通道，使冷卻介質與電源管理系統直接接觸，充分熱交換，從而及時有效地帶走電源管理系統產生的大量熱量。燃料電池熱管理系統還包括散熱系統16,散熱系統16包括多個散熱器,多個散熱器串聯或者並聯或者串並聯組合沿冷卻介質的流動方向設置在供暖系統的下遊。當串聯設置時，冷卻液供暖器逐級與外界環境熱交換，隨著級數增多，能夠獲得更低溫度的冷卻介質，從而更好地達到散熱效果，滿足燃料電池熱管理系統散熱的要求。故多個散熱器最優選的排列方式為串聯。更優選地，散熱系統還包括冷卻風扇，當多個散熱器在自然狀態下不能滿足系統散熱要求(即散熱系統出口端的溫度不能達到合適的溫度範圍)時，可以通過冷卻風扇輔助散熱，提高散熱器的熱交換效率，滿足系統的散熱的要求，一個散熱器可以對應一個或者多個冷卻風扇。散熱系統的出口端與冷卻系統的冷卻介質容器I相連通構成冷卻介質循環通道。燃料電池熱管理系統還包括控制系統200，控制系統200包括冷卻系統控制系統，冷卻系統控制系統包括冷卻介質容器溫度控制系統，冷卻介質容器溫度控制系統用於在冷卻介質容器中的冷卻介質的溫度低於第一預設值時，控制加熱器啟用以加熱冷卻介質。第一預設值為燃料電池啟動時的冷卻介質的最佳溫度的最低值，當冷卻介質低於該最低溫度時，需要啟動加熱器預熱冷卻介質使冷卻介質達到合適的啟動溫度。泵溫度控制系統，用於在液體泵和氣體泵的溫度高於第二預設值時，控制泵冷卻系統啟用以降低液體泵和氣體泵的溫度，在燃料電池工作功率較低時，液體泵和氣體泵產生的熱量較少，不用散熱或者自然散熱即可達到散熱要求，當燃料電池工作功率超過一定值時，液體泵和氣體泵產生的熱量會導致溫度過高。第二預設值為液體泵和氣體泵工作的最佳溫度的最高值，當液體泵和氣體泵的溫度高於第二預設值時，啟動相應的泵冷卻系統以使液體泵和氣體泵工作在最佳溫度範圍中。電源管理系統溫度控制系統，用於在電源管理系統溫度高於第三預設值時，控制電源管理系統冷卻系統啟用以降低電源管理系統的溫度。如同液體泵和氣體泵，在電源管理系統產生的熱量較多使溫度高於電源管理系統工作的最佳溫度範圍的最高值(即第三預設值)時，控制電源管理系統冷卻系統啟用以降低電源管理系統的溫度。泵流量控制系統，燃料電池堆溫度通過冷卻介質的流量來控制，當燃料電池堆工作功率較大，產生熱量較多時，增大冷卻介質的流量以使燃料電池堆工作在最佳溫度範圍中，同樣，當燃料電池堆工作功率較低，產生熱量較少時，相應的減小冷卻介質的流量使燃料電池堆工作在最佳溫度範圍中。第四預設值為燃料電池堆工作的最佳溫度範圍的最高值，當燃料電池堆溫度高於第四預設值時，提高冷卻介質流量以降低燃料電池堆溫度，使燃料電池堆工作在最佳溫度範圍中。控制系統還包括供暖系統控制系統，供暖系統控制系統用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制供暖系統啟動供暖。供暖系統控制系統包括冷卻液供暖系統控制系統，用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制冷卻液供暖系統的冷卻液供暖器逐個啟動供暖並啟動與冷卻液供暖器相對應的風扇；尾氣供暖系統控制系統，用於在冷卻液供暖系統最大供暖溫度低於預設供暖溫度時，啟動尾氣供暖系統啟動並與冷卻液供暖系統共同供暖；電加熱供暖系統14控制系統，用於在尾氣供暖系統與冷卻液供暖系統共同供暖的最大供暖溫度低於預設供暖溫度時，控制電加熱供暖系統14啟動並與尾氣供暖系統和冷卻液供暖系統共同供暖。當需要供暖時，首先採用冷卻液供暖，即逐個啟動冷卻液供暖器。當冷卻液供暖不能達到供暖要求時，再採用尾氣供暖。只有當冷卻液供暖和尾氣供暖同時啟動還不能滿足供暖要求時，才啟動電加熱供暖系統14，以節約能量，降低使用成本和能耗。電加熱供暖系統14可以是空調器，當冷卻液和尾氣同時供暖時還不能滿足供暖要求時，供暖系統控制系統控制空調器供暖。電加熱供暖系統14也可以是對冷卻液加熱的 電加熱裝置，電加熱裝置可以設置在冷卻液供暖系統內部，當冷卻液和尾氣同時供暖時不能滿足供暖要求時，直接對冷卻液供暖器中的冷卻液加熱，提高冷卻液與環境溫度的溫差，從而提高供暖能力。電加熱裝置也可以設置在冷卻液供暖器並聯或者串聯的支路中，當需要啟動電加熱供暖系統14時，打開該支路的閥門，通入冷卻液並加熱。控制系統還包括散熱系統控制系統，用於當散熱器系統和供暖系統之間的管路內冷卻介質的溫度高於第五預定值時，啟動散熱器系統以降低冷卻介質溫度。第五預定值為冷卻介質流回冷卻介質容器的最佳溫度範圍的最高值。本實用新型還提供了一種燃料電池系統，包括燃料電池堆，還包括前述的燃料電池熱管理系統。燃料電池熱管理系統用於對燃料電池系統冷卻散熱並對該系統產生的廢熱綜合利用。如圖2所示，根據本實用新型的第一實施例，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統12的上遊，冷卻介質自冷卻介質容器I流出，控制系統200根據燃料電池堆輸出功率大小或溫度的監控判斷是否需要對泵和電源管理系統進行冷卻處理，如果燃料電池堆輸出功率較小時(如汽車在低速行駛或停車時)，泵和電源管理系統等電氣設備產熱量也較小，冷卻介質直接進入燃料電池堆冷卻系統12 ;相反，當燃料電池堆輸出功率較大，泵和電源管理系統等電氣設備的產熱量也較大，需要及時移除這部分熱量以保證電氣設備的正常高效運轉，冷卻介質經泵冷卻系統4和電源管理系統冷卻系統11對泵和電源管理系統進行冷卻後再進入燃料電池堆冷卻系統12。用戶沒有供暖需求時，根據冷卻介質溫度高低進入散熱系統16或直接返回冷卻介質容器1，當用戶需要供暖時，冷卻介質自燃料電池堆冷卻系統12進入廢熱供暖系統13。當冷卻介質提供的熱量不能滿足用戶供暖需求時系統尾氣進入廢熱供暖系統13 ;廢熱供暖系統13滿負運轉仍不能滿足用戶的供暖需求時會啟動電加熱供暖系統14以彌補廢熱供暖系統13供暖能力的不足。流出供暖系統15的冷卻介質根據溫度高低進入散熱系統16或者直接返回冷卻介質容器I。[0056]如圖3所示，根據本實用新型的第二實施例，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻介質的流動方向設置於燃料電池堆冷卻系統12的下遊，冷卻介質自冷卻介質容器I流出，控制系統200根據燃料電池堆輸出功率大小判斷是否需要對液體泵採取冷卻處理，若燃料電池堆輸出功率較小，液體泵的產熱量小，冷卻介質直接進入燃料電池堆冷卻系統12 ;反之，當燃料電池堆輸出功率較大，液體泵的產熱量也較大，冷卻介質經泵冷卻系統4後進入燃料電池堆冷卻系統12。燃料電池堆輸出功率較大時，電源管理系統的產熱量也較大，需要對電源管理系統進行冷卻處理，反之則不需要。用戶可以根據自身需要決定是否開啟供暖系統，當用戶有供暖需求時，冷卻介質進入廢熱供暖系統13，當冷卻介質所提供熱量不能滿足用戶供暖需求時，含有大量廢熱的尾氣進入廢熱供暖系統13供暖，若廢熱供暖系統13滿負運轉仍不能滿足用戶的供暖需求，電加熱供暖系統14開啟彌補廢熱供暖系統供暖能力的不足。流出供暖系統的冷卻介質根據溫度高低流入散熱系統16或直接返回冷卻介質容器I ;當用戶沒有供暖需求時冷卻介質由電源管理系統冷卻系統11進入散熱系統16或者直接返回冷卻介質 容器I。如圖4所示，根據本實用新型的實施例的小轎車用燃料電池熱管理系統，其具體由冷卻液槽I、多個液體泵、泵冷卻系統、氣體泵冷卻系統、電源管理系統10、電源管理系統冷卻系統11、燃料電池堆及燃料電池堆冷卻系統12、控制系統、多個供暖器、散熱器、冷卻風扇、電磁閥、單向閥、溫度測量裝置、液位控制裝置、加熱器及管道構成。小轎車的功率約60kW，燃料電池工作中的產熱量約為60KW，電源管理系統、泵和冷卻風扇等相關電氣設備的產熱量約佔10%，為6kW。在小轎車的綜合熱管理系統中，冷卻液自冷卻液槽I流出，依次經過液體泵2、3，液體泵冷卻系統4、5，反應氣氣體泵冷卻系統8、9，電源管理系統冷卻系統11，燃料電池堆冷卻系統12，供暖系統15，散熱系統16後返回冷卻液槽1，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻液的流向設置於燃料電池堆冷卻系統12的上遊。冷卻液槽I中設有加熱器29、液位控制30和溫度傳感器31。當溫度較低時，小轎車啟動時需要先預熱，加熱器29啟動，冷卻液升溫，由溫度傳感器31檢測冷卻液槽I中冷卻液的溫度，當冷卻液升溫到合適啟動溫度時啟動泵2、3和電源管理系統10等電氣設備。泵的運轉情況由系統熱負荷決定，啟動之初，系統熱負荷較小，較小功率泵2啟動；正常運行時系統熱負荷較大，較大功率泵3啟動或泵2、3並聯啟動。為了防止冷卻液回流，液體泵2、3出口分別設置單向閥38、39。隨後冷卻液進入電源管理系統冷卻系統11，由於電源管理系統10產熱量不大，為了降低系統複雜度，選擇外冷卻的方式移除電源管理系統10產生的熱量，此時冷卻液的溫度較冷卻液槽I中冷卻液溫度略高。冷卻液隨後進入燃料電池堆冷卻系統12移除燃料電池堆運行過程中產生的大量廢熱，冷卻液溫度迅速升高。流出燃料電池堆冷卻系統12的冷卻液根據用戶需求經過或繞過廢熱供暖系統13。當用戶有供暖需求時，電磁閥54關閉，冷卻液進入冷卻液供暖系統，控制系統200根據用戶的供暖需求選擇啟動一個或多個冷卻液供暖器17、18，以及相對應的風扇23、24。當冷卻液供暖系統滿負運轉(啟動所有的冷卻液供暖器及相對應的風扇)也無法滿足用戶供暖需求時，電磁閥51關閉，電磁閥55打開，尾氣經管道進入尾氣供暖器19。若廢熱供暖系統13 (尾氣供暖系統和冷卻液供暖系統)同時滿負運行仍無法滿足用戶供暖需求，電加熱供暖系統14啟動，與廢熱供暖系統13共同供暖，補充廢熱供暖系統13供暖能力的不足。[0060]冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時電磁閥59打開，電磁閥56關閉，冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，從低碳角度考慮，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35返回的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，冷卻風扇26啟動；再次檢測監測點35的溫度，若溫度在最佳溫度範圍，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I ;若溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，根據監測點36反饋的溫度決定是否開啟冷卻風扇27。若開啟冷卻風扇27時監測點36的溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥61打開，電磁閥58關閉,冷卻液進入散熱器22 ;同理，冷卻風扇28的開閉由監測點37的溫度確定。散熱冷卻至合適溫度範圍的冷卻液經管道輸送返回冷卻液槽I。優選地，為了降低能耗及使用成本，散熱系統16可以採用如下方式控制。冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥59打開，電磁閥56關閉,冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉,冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，若位於散熱器21出口端的溫度監測點36反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥61打開，電磁閥58關閉，冷卻液進入散熱器22，若位於散熱器21出口端的溫度監測點37反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，則啟動冷卻風扇，當一個冷卻風扇不能滿足散熱要求時，逐次增加啟動冷卻風扇的個數。即首先通過多個散熱器自然散熱，使冷卻液的溫度降低到最佳的溫度範圍中，當多個散熱器自然散熱不能滿足要求時，啟動冷卻風扇輔助散熱。本實用新型還提供了一種小轎車，包括車輪、車身、以及傳動系統，還包括燃料電池系統，燃料電池系統採用前述的小轎車用燃料電池熱管理系統。小轎車用燃料電池熱管理系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的上遊；電源管理系統冷卻系統為外冷卻系統，燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向小轎車的車身內部供暖。如圖5所示，根據本實用新型的實施例的大巴車用燃料電池熱管理系統，該熱管理系統具體由冷卻液槽I、多個冷卻液輸送泵、泵冷卻系統、氣體泵冷卻系統、電源管理系統10、電源管理系統冷卻系統11、燃料電池堆及燃料電池堆冷卻系統12、控制系統、多個供暖器、散熱器、冷卻風扇、電磁閥、單向閥、溫度測量裝置、液位控制裝置、加熱器及管道構成。大巴車的功率約200kW，燃料電池工作中的產熱量約為200kW，電源管理系統、泵、氣體泵和冷卻風扇等相關電氣設備產熱20kW左右。在大巴車用燃料電池熱管理系統中，冷卻液自冷卻液槽I流出，依次經過泵2、3，泵冷卻系統4、5，反應氣氣體泵冷卻系統8、9，電源管理系統冷卻系統11，燃料電池堆冷卻系統12，供暖系統15，散熱系統16後返回冷卻液槽1，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻液的流向設置於燃料電池堆冷卻系統12的上遊。冷卻液槽I中設有加熱器29、液位控制30和溫度傳感器31。當溫度較低時，大巴車啟動時先預熱，加熱器29啟動，冷卻液升溫，由溫度傳感器31檢測冷卻液槽I中冷卻液的溫度，當冷卻液升溫到合適啟動溫度時啟動泵2、3和電源管理系統10等電氣設備。液體泵、氣體泵的運轉情況由系統熱負荷決定，啟動之初，系統熱負荷較小，較小功率泵2和較小氣體泵6啟動，各電機產熱量較小，不啟動泵冷卻系統4和氣體泵冷卻系統8 ;正常運行時系統熱負荷增大，較大功率慄3啟動或者慄2、3並聯運彳丁，慄冷卻系統4、5啟動對慄2、3進彳丁冷卻，氣體慄冷卻系統8、9對氣體泵6、7進行冷卻。為了防止冷卻液回流，泵2、3出口分別設置單向閥33、34。隨後冷卻液進入電源管理系統冷卻系統11，由於電源管理系統10產熱量較大，為了提高冷卻效果，採用內冷卻方式，即冷卻管路位於電源管理系統內部，或者電源管理系統的內部即設置有冷卻介質流動的通道，使冷卻介質與電源管理系統直接接觸，充分熱交換，從而及時有效地移除電源管理系統10產生的大量熱能。冷卻液從電源管理系統冷卻系統11流出後進入燃料電池堆冷卻系統12移除燃料電池堆運行過程中產生的大量熱能，冷卻液溫度迅速升高。流出燃料電池堆冷卻系統12的 冷卻液根據用戶需求經過或繞過廢熱供暖系統13。當用戶有供暖需求時，電磁閥54關閉，冷卻液進入冷卻液供暖系統，控制系統200根據用戶的供暖需求選擇啟動一個或多個冷卻液供暖器17、18，以及相對應的風扇23、24。當冷卻液供暖系統滿負運轉(啟動所有的冷卻液供暖器及相對應的風扇)也無法滿足用戶供暖需求時，電磁閥51關閉，電磁閥55打開，尾氣經管道進入尾氣供暖器19。若廢熱供暖系統13 (尾氣供暖系統和冷卻液供暖系統)同時滿負運行仍無法滿足用戶供暖需求，電加熱供暖系統14啟動，與廢熱供暖系統13共同供暖，補充廢熱供暖系統13供暖能力的不足。冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時電磁閥59打開，電磁閥56關閉，冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，從低碳角度考慮，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35返回的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，冷卻風扇26啟動；再次檢測監測點35的溫度，若溫度在最佳溫度範圍，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I ;若溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，根據監測點36反饋的溫度決定是否開啟冷卻風扇27。若開啟冷卻風扇27時監測點36的溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥61打開，電磁閥58關閉,冷卻液進入散熱器22 ;同理，冷卻風扇28的開閉由監測點37的溫度確定。散熱冷卻至合適溫度範圍的冷卻液經管道輸送返回冷卻液槽I。優選地，為了降低能耗及使用成本，散熱系統16可以採用如下方式控制。冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥59打開，電磁閥56關閉，冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉,冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，若位於散熱器21出口端的溫度監測點36反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥61打開，電磁閥58關閉，冷卻液進入散熱器22，若位於散熱器21出口端的溫度監測點37反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，則啟動冷卻風扇，當一個冷卻風扇不能滿足散熱要求時，逐次增加啟動冷卻風扇的個數。即首先通過多個散熱器自然散熱，使冷卻液的溫度降低到最佳的溫度範圍中，當多個散熱器自然散熱不能滿足要求時，啟動冷卻風扇輔助散熱。本實用新型還提供了一種大巴車，包括車輪、車身、以及傳動系統，還包括燃料電池系統，燃料電池系統採用前述的大巴車用燃料電池熱管理系統。大巴車用燃料電池熱管理系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，電源管 理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的上遊；電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統；燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向大巴車的車身內部供暖。如圖6和圖7所示，根據本實用新型實施例的大型機車用燃料電池熱管理系統，該熱管理系統具體由冷卻液槽I、多個液體泵、泵冷卻系統、氣體泵冷卻系統、電源管理系統10、電源管理系統冷卻系統11、燃料電池堆及燃料電池堆冷卻系統12、控制系統200、多個供暖器、散熱器、冷卻風扇、電磁閥、單向閥、溫度測量裝置、液位控制裝置、加熱器及管道構成。設大型機車的功率約IOOOkW,燃料電池工作中的產熱量約為IOOOkW,電源管理系統10、液體泵2、3、氣體泵6、7、冷卻風扇23-28等相關電氣設備的產熱量約佔10%，為100kW。在大型機車的綜合熱管理系統中，冷卻液自冷卻液槽I流出，依次經過泵2、3，液體泵冷卻系統4、5，氣體泵冷卻系統8、9，燃料電池堆冷卻系統12，電源管理系統冷卻系統11，廢熱供暖系統13，散熱系統16後返回冷卻液槽1，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻液的流向設置於燃料電池堆冷卻系統12的下遊。冷卻液槽I中設有加熱器29、液位控制30和溫度傳感器31。當溫度較低時，大型機車啟動時先預熱，加熱器29啟動，冷卻液升溫，溫度傳感器31檢測冷卻液槽I中冷卻液的溫度，當冷卻液達到合適啟動溫度時啟動泵2、3和電源管理系統10等電氣設備，液體泵和氣體泵的運轉情況由系統熱負荷決定。機車運行速度較慢或剛啟動時，系統熱負荷較小，較小功率泵2啟動，同時啟動泵冷卻系統4和氣體泵冷卻系統8 ;正常運行後系統熱負荷較大，較大功率泵3啟動或泵2、3並聯運行，同時泵冷卻系統4、5對泵進行冷卻，氣體泵冷卻系統8、9分別對氣體泵6、7進行冷卻。為了防止冷卻液回流，泵2、3出口分別設置單向閥38、39。流出氣體泵冷卻系統8、9的冷卻液隨後進入燃料電池堆冷卻系統12移除燃料電池堆運行過程中產生的大量熱能，冷卻液隨後冷卻液溫度迅速升高。之後冷卻液進入電源管理系統冷卻系統11，由於電源管理系統10產熱量非常大，考慮到各部件的耐熱性，電源管理系統冷卻系統11沿冷卻液的流向設置於燃料電池堆12的下遊。更優選地，如圖7所示，採用內冷卻的方式移除電源管理系統10產生的熱量。流出電源管理系統冷卻系統11的冷卻液根據用戶需求經過或繞過供暖系統15。當用戶有供暖需求時，電磁閥54關閉，冷卻液進入冷卻液供暖系統，控制系統200根據用戶的供暖需求選擇啟動一個或多個冷卻液供暖器17、18，以及相對應的風扇23、24。當冷卻液供暖系統滿負運轉(啟動所有的冷卻液供暖器及相對應的風扇)也無法滿足用戶供暖需求時，電磁閥51關閉，電磁閥55打開，尾氣經管道進入尾氣供暖器19。若廢熱供暖系統13 (尾氣供暖系統和冷卻液供暖系統)同時滿負運行仍無法滿足用戶供暖需求，電加熱供暖系統14啟動，與廢熱供暖系統13共同供暖，補充廢熱供暖系統13供暖能力的不足。冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時電磁閥59打開，電磁閥56關閉，冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，從低碳角度考慮，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35返回的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，冷卻風扇26啟動；再次檢測監測點35的溫度，若溫度在最佳溫度範圍，冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I ;若溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，根據監測點36反饋的溫度決定是否開啟冷卻風扇27。若開啟冷卻風扇27時監測點36的溫度仍高於最佳溫度範圍，電磁閥61打開，電磁閥58關閉,冷卻液進入散熱 器22 ;同理，冷卻風扇28的開閉由監測點37的溫度確定。散熱冷卻至合適溫度範圍的冷卻液經管道輸送返回冷卻液槽I。優選地，為了降低能耗及使用成本，散熱系統16可以採用如下方式控制。冷卻液從供暖系統15流出後進入散熱系統16，首先檢測供暖系統15與散熱系統16之間的溫度測量點34處的溫度，當冷卻液溫度滿足循環要求時，電磁閥56、57、58打開，電磁閥59、60、61關閉，冷卻液由供暖系統15不經過散熱器直接返回冷卻液槽I ;當溫度測量點34處的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥59打開，電磁閥56關閉，冷卻液經散熱器20進行冷卻處理，首先不啟動冷卻風扇26，若散熱器20出口端的溫度監測點35反饋的溫度在最佳溫度範圍，電磁閥57、58打開，電磁閥60、61關閉,冷卻液經散熱器20後返回冷卻液槽I。若溫度檢測點35反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥60打開，電磁閥57關閉，冷卻液進入散熱器21，若位於散熱器21出口端的溫度監測點36反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，電磁閥61打開，電磁閥58關閉，冷卻液進入散熱器22，若位於散熱器21出口端的溫度監測點37反饋的溫度高於最佳溫度範圍的最高值時，則啟動冷卻風扇，當一個冷卻風扇不能滿足散熱要求時，逐次增加啟動冷卻風扇的個數。即首先通過多個散熱器自然散熱，使冷卻液的溫度降低到最佳的溫度範圍中，當多個散熱器自然散熱不能滿足要求時，啟動冷卻風扇輔助散熱。本實用新型還提供了一種大型機車，包括車輪、車身、以及傳動系統，還包括燃料電池系統；燃料電池系統的燃料電池熱管理系統採用前述的大型機車用燃料電池熱管理系統，大型機車用燃料電池熱管理系統的電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在燃料電池堆冷卻系統的下遊；電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統或者外冷卻系統；燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向大型機車的車身內部供暖。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果根據本實用新型的燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛，燃料電池熱管理系統通過冷卻系統對燃料電池系統的各個部件冷卻降溫並回收燃料電池系統產生的廢熱，供暖系統利用冷卻系統回收的廢熱作為熱源供暖，從而對燃料電池堆、尾氣以及燃料電池堆運行過程中電氣等附件產生的熱量有效利用，降低燃料電池的運行成本。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等 同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種燃料電池熱管理系統，其特徵在於，包括 冷卻系統，用於回收燃料電池系統產生的廢熱； 供暖系統，與所述冷卻系統相連通，用於利用所述冷卻系統回收的廢熱供暖。
2.根據權利要求I所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述供暖系統包括 廢熱供暖系統，用於利用所述冷卻系統回收的廢熱供暖； 電加熱供暖系統，用於電加熱供暖。
3.根據權利要求2所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述廢熱供暖系統包括 冷卻液供暖系統，沿冷卻介質的流動方向設置在所述冷卻系統的下遊； 尾氣供暖系統，與燃料電池堆的尾氣排放口相連通。
4.根據權利要求3所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述冷卻液供暖系統包括 冷卻液供暖器，所述冷卻液供暖器沿所述冷卻介質的流動方向設置在所述冷卻系統的下遊；以及 風扇，與所述冷卻液供暖器對應設置。
5.根據權利要求4所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於， 所述冷卻液供暖器為多個，多個所述冷卻液供暖器串聯或者並聯或者串並聯組合沿所述冷卻介質的流動方向設置在所述冷卻系統的下遊； 每個所述冷卻液供暖器對應設置有一個或多個風扇。
6.根據權利要求2至5中任一項所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述電加熱供暖系統與所述廢熱供暖系統並聯設置。
7.根據權利要求I所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於， 所述冷卻系統包括通過管道相互連通的燃料電池堆冷卻系統和電氣設備冷卻系統； 所述電氣設備冷卻系統包括泵冷卻系統和電源管理系統冷卻系統； 所述電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在所述燃料電池堆冷卻系統的上遊或者下遊。
8.根據權利要求7所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述電源管理系統冷卻系統為外冷卻系統或者為內冷卻系統； 所述外冷卻系統的冷卻管路位於電源管理系統外部並與所述電源管理系統貼合； 所述內冷卻系統的冷卻管路位於所述電源管理系統內部。
9.根據權利要求I所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述燃料電池熱管理系統還包括散熱系統，所述散熱系統包括 多個散熱器，多個所述散熱器串聯或者並聯或者串並聯組合沿所述冷卻介質的流動方向設置在所述供暖系統的下遊；以及 冷卻風扇，每個所述散熱器對應設置一個或多個所述冷卻風扇。
10.根據權利要求I所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述燃料電池熱管理系統還包括控制系統，所述控制系統包括 冷卻系統控制系統，所述冷卻系統控制系統包括 冷卻介質容器溫度控制系統，用於在冷卻介質的溫度低於第一預設值時，控制加熱器啟用以加熱所述冷卻介質；泵溫度控制系統，用於在液體泵和氣體泵的溫度高於第二預設值吋，控制泵冷卻系統啟用以降低所述液體泵和氣體泵的溫度； 電源管理系統溫度控制系統，用於在電源管理系統溫度高於第三預設值吋，控制電源管理系統冷卻系統啟用以降低所述電源管理系統的溫度； 泵流量控制系統，用於在燃料電池堆溫度高於第四預設值時，控制液體泵提高流量以降低燃料電池堆溫度。
11.根據權利要求10所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述控制系統還包括供暖系統控制系統，所述供暖系統控制系統用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制所述供暖系統啟動供暖。
12.根據權利要求11所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述供暖系統控制系統包括冷卻液供暖系統控制系統，用於在室內溫度低於預設供暖溫度時，控制所述冷卻液供曖系統的冷卻液供曖器逐個啟動供曖並啟動與所述冷卻液供曖器相對應的風扇； 尾氣供暖系統控制系統，用於在冷卻液供暖系統最大供暖溫度低於所述預設供暖溫度時，控制尾氣供暖系統啟動並與所述冷卻液供暖系統共同供暖； 電加熱供暖系統控制系統，用於在所述尾氣供暖系統與所述冷卻液供暖系統共同供暖的最大供暖溫度低於所述預設供暖溫度時，控制電加熱供暖系統啟動並與所述尾氣供暖系統和所述冷卻液供暖系統共同供暖。
13.根據權利要求10或者11所述的燃料電池熱管理系統，其特徵在於，所述控制系統還包括散熱系統控制系統，用於當散熱器系統和供暖系統之間的管路內冷卻介質的溫度高於第五預定值時，啟動所述散熱器系統以降低冷卻介質溫度。
14.ー種燃料電池系統，包括燃料電池堆，其特徵在於，所述燃料電池系統還包括權利要求I至13中任一項所述的燃料電池熱管理系統。
15.一種車輛，包括車輪、車身、以及傳動系統，其特徵在於，所述車輛還包括權利要求.14所述的燃料電池系統。
16.根據權利要求15所述的車輛，其特徵在於，所述車輛為小轎車； 所述燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，所述電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在所述燃料電池堆冷卻系統的上遊； 所述電源管理系統冷卻系統為外冷卻系統； 所述燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向所述小轎車的車身內部供暖。
17.根據權利要求15所述的車輛，其特徵在於，所述車輛為大巴車； 所述燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，所述電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在所述燃料電池堆冷卻系統的上遊； 所述電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統； 所述燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向所述大巴車的車身內部供暖。
18.根據權利要求15所述的車輛，其特徵在於，所述車輛為大型機車； 所述燃料電池系統的燃料電池熱管理系統包括電源管理系統冷卻系統和燃料電池堆冷卻系統，所述電源管理系統冷卻系統沿冷卻介質的流動方向設置在所述燃料電池堆冷卻系統的上遊或者下遊； 所述電源管理系統冷卻系統為內冷卻系統或者外冷卻系統； 所述燃料電池熱管理系統的供暖系統用於向所述大型機車的車身內部供暖。
專利摘要本實用新型提供了一種燃料電池熱管理系統、燃料電池系統及具有該系統的車輛，根據本實用新型的燃料電池熱管理系統，包括冷卻系統，用於回收燃料電池系統產生的廢熱；供暖系統，與冷卻系統相連通，用於利用冷卻系統回收的廢熱供暖。根據本實用新型的燃料電池系統，包括燃料電池堆，燃料電池系統還包括前述的燃料電池熱管理系統。本實用新型的燃料電池熱管理系統通過冷卻系統對燃料電池系統的各個部件冷卻降溫並回收燃料電池系統產生的廢熱，供暖系統利用冷卻系統回收的廢熱作為熱源供暖，從而對燃料電池堆、尾氣以及燃料電池堆運行過程中電氣等附件產生的熱量有效利用，降低燃料電池的運行成本。
文檔編號H01M8/04GK202474108SQ201220111519
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者張佔奎, 李雲, 楊海玉, 湯浩, 雷姣 申請人:中國東方電氣集團有限公司