一种氢能汽车电机余热利用系统及氢能汽车的制作方法

1.本实用新型涉及建筑建造施工技术领域，尤其涉及一种氢能汽车电机余热利用系统及氢能汽车。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，如何高效利用汽车发热电器件的余热从而增强整车的续航里程，成为一种新的研究方向。新能源汽车的电堆、电机和电池包往往由三套独立的冷却系统，无法很好的对电堆、电机产生的热量进行合理利用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型的实施例提供了一种氢能汽车电机余热利用系统及氢能汽车。
4.本实用新型的实施例提供一种氢能汽车电机余热利用系统，包括电堆散热回路、主路、电池包支路以及电机电控支路；
5.所述电堆散热回路由电堆、第一电子水泵、电堆散热器以及换热器通过管道连通形成，所述主路由第三电子水泵和所述换热器通过管道连通形成，所述电机电控支路由电机电控系统与管道连通形成，所述电池包支路由电池包与管道连通形成，所述电机电控支路和电池包支路相并联后和所述主路串联，分别形成电池包加热回路和电机电控系统加热回路。
6.进一步地，还包括电机散热支路，所述电机散热支路由电机散热器和第二电子水泵通过管道连通形成，所述电机散热支路与所述电池包支路并联后，和所述主路串联；
7.第一换向装置，连接于所述主路上，用于控制所述主路和所述电池包支路在连通和切断之间切换；
8.第二换向装置，连接于所述电机散热支路上，用于控制所述电机散热支路与所述电机电控支路在连通和切断之间切换。
9.进一步地，所述第二换向装置为三通阀，所述电机散热支路、所述电机电控支路和所述电池包支路之间通过所述三通阀连接。
10.进一步地，所述第一换向装置为三通阀，所述电池包支路、所述电机电控支路和所述主路之间通过所述三通阀连接。
11.进一步地，还包括电池冷却支路和第三换向装置；
12.所述电池冷却支路由电池冷却器一端与管道连通形成，所述电池冷却器另一端与空调连通，所述电池冷却支路与所述第三电子水泵、电池包形成电池包冷却回路，所述第三换向装置连接于所述电池包冷却回路中，用于控制所述第三电子水泵与所述主路连通，或与所述电池冷却器连通之间切换。
13.进一步地，所述第三换向装置为三通阀，所述主路、所述电池冷却支路和所述电池包支路之间通过所述三通阀连接。
14.进一步地，所述电堆散热器旁设置有第一电子风扇。
15.进一步地，述电机散热器旁设置有第二电子风扇。
16.本实用新型的实施例还提供一种氢能汽车，包括如上所述的氢能汽车电机余热利用系统。
17.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在低温情况下，当电堆正常工作时，第一电子水泵、第一电子风扇分别根据电堆需求调速启动，启动第三电子水泵，电池包支路与主路形成电池包加热回路，电机电控支路与主路形成电机电控系统加热回路，可使用换热器回收电堆系统的热量，对电池包和电机电控系统加热，同时降低电堆散热器的负荷，可以优化电子第一电子水泵和第一电子风扇的输出功率，达到余热利用，降低能耗的效果。
18.在常温情况下，当电堆正常工作时，第一电子水泵、第一电子风扇根据电堆需求调速启动，关闭第三电子水泵，启动第二电子水泵和第二电子风扇，使用电机散热器及电机电控系统的热量给电池包进行加热，同时降低电机散热器的负荷，可以优化第二电子水泵和第二电子风扇的输出功率，达到余热利用，降低能耗的效果。
19.在高温情况下，当电堆正常工作时，第二电子水泵、第二电子风扇根据电堆需求调速启动，利用第一换向装置使电机电控支路与电池包支路断开，使电机电控支路与电机散热支路连通，可使用电机散热器给电机电控系统进行散热。可以优化第二电子水泵和第二电子风扇的输出功率，在满足电机电控散热性能的前提下降低能耗的效果。可利用第三换向装置使第三电子水泵与主路断开，使第三电子水泵与电池冷却器、电池包连通，开启第三电子水泵，启动空调使chiller工作，可对电池包进行散热。
附图说明
20.图1是本实用新型提供的氢能汽车电机余热利用系统及氢能汽车一实施例的结构示意图。
21.图中：电堆1、第一电子水泵2、电堆散热器3、换热器4、第三电子水泵5、电机电控系统6、电池包7、电机散热器8、第二电子水泵9、第一换向装置10、第二换向装置11、第三换向装置12、电池冷却器13、第一电子风扇14、第二电子风扇15。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
23.本实用新型的实施例提供一种氢能汽车电机余热利用系统及氢能汽车，其创新点在于氢能汽车电机余热利用系统，因此对氢能汽车电机余热利用系统进行具体说明。
24.请参见图1，氢能汽车电机余热利用系统包括电堆散热回路、主路、电池包支路以及电机电控支路。
25.所述电堆散热回路由电堆1、第一电子水泵2、电堆散热器3以及换热器4通过管道连通形成，为了促进电堆散热器3的有效散热，所述电堆散热器3旁设置有第一电子风扇14。所述主路由第三电子水泵5和所述换热器4通过管道连通形成，所述电机电控支路由电机电控系统6与管道连通形成，电机电控系统6具有与管道连通的管路，所述电池包支路由电池
包7与管道连通形成，所述电机电控支路和电池包支路相并联后和所述主路串联，分别形成电池包加热回路和电机电控系统加热回路。
26.在低温情况下，当电堆1正常工作时，第一电子水泵2、第一电子风扇14分别根据电堆1需求调速启动，启动第三电子水泵5，电池包支路与主路形成电池包加热回路，电机电控支路与主路形成电机电控系统加热回路，可使用换热器4回收电堆1系统的热量，对电池包7和电机电控系统6加热，同时降低电堆散热器3的负荷，可以优化电子第一电子水泵2和第一电子风扇14的输出功率，达到余热利用，降低能耗的效果。
27.氢能汽车电机余热利用系统还包括电机散热支路，所述电机散热支路由电机散热器8和所述第二电子水泵9通过管道连通形成，所述电机散热支路与所述电池包支路并联后，和所述主路串联，为了促进电机散热器8的有效散热，所述电机散热器8旁设置有第二电子风扇15。第一换向装置10连接于所述主路上，用于控制所述主路和所述电池包支路在连通和切断之间切换；第二换向装置11连接于所述电机散热支路上，用于控制所述电机散热支路与所述电机电控支路在连通和切断之间切换。
28.通过设有第一换向装置10和第二换向装置11，可利用第一换向装置10使电池包支路和主路连通，利用第二换向装置11使电机电控支路和电机散热支路断开，即可形成上述电池包加热回路和电机电控系统加热回路。
29.在常温情况下，当电堆1正常工作时，第一电子水泵2、第一电子风扇14根据电堆1需求调速启动，利用第一换向装置10使电池包支路和主路断开，利用第二换向装置11使电机电控支路和电机散热支路连通。关闭第三电子水泵5，启动第二电子水泵9和第二电子风扇15，使用电机散热器8及电机电控系统6的热量给电池包7进行加热，同时降低电机散热器8的负荷，可以优化第二电子水泵9和第二电子风扇15的输出功率，达到余热利用，降低能耗的效果。
30.在高温情况下，当电堆1正常工作时，第二电子水泵9、第二电子风扇15根据电堆1需求调速启动，利用第一换向装置10使电机电控支路与电池包支路断开，使电机电控支路与电机散热支路连通，可使用电机散热器8给电机电控系统6进行散热。可以优化第二电子水泵9和第二电子风扇15的输出功率，在满足电机电控散热性能的前提下降低能耗的效果。
31.第一换向装置10和第二换向装置11可以为多个止回阀构成，本实施例中，所述第二换向装置11为三通阀，所述电机散热支路、所述电机电控支路和所述电池包支路之间通过所述三通阀连接，具体的，第二换向装置11的接口1与电机散热支路连接，第二换向装置11的接口2与电机电控支路连接，第二换向装置11的接口3与电池包支路连接。所述第一换向装置10为三通阀，所述电池包支路、所述电机电控支路和所述主路之间通过所述三通阀连接，具体的，第一换向装置10的接口1与主路连接，第一换向装置10的接口2与电机电控支路连接，第一换向装置10的接口3与电池包支路连接。
32.氢能汽车电机余热利用系统还包括电池冷却支路和第三换向装置12，所述电池冷却支路由电池冷却器13一端与管道连通形成，所述电池冷却器13另一端与空调连通，所述电池冷却支路与所述第三电子水泵5、电池包7形成电池包冷却回路，所述第三换向装置12连接于所述电池包冷却回路中，用于控制所述第三电子水泵5与所述主路连通，或与所述电池冷却器13连通之间切换。
33.通过设置有第三换向装置12和电池冷却器13，在高温情况下，可利用第三换向装
置12使第三电子水泵5与主路断开，使第三电子水泵5与电池冷却器13、电池包7连通，开启第三电子水泵5，启动空调使chiller工作，可对电池包7进行散热。
34.第三换向装置12可以为多个止回阀构成，本实施例中，所述第三换向装置12为三通阀，所述主路、所述电池冷却支路和所述电池包支路之间通过所述三通阀连接，具体的，第三换向装置12的接口1与主路连接，第三换向装置12的接口2与电池包支路连接，第三换向装置12的接口3与电池冷却支路连接。
35.本实用新型通过以下操作对工作原理进行具体说明：
36.低温情况下，当电堆1正常工作时，第一电子水泵2、第一电子风扇14根据电堆1需求调速启动，根据电池包7的需求温度值tb、电机电控系统的需求温度值tm，tf＞tm＞tm，tf＞tb＞tb，tf为换热器的温度，tm为电机电控系统的温度，tb为电池包的温度，同时开启第一换向装置10的接口1、接口2和接口3，各接口的开度根据
△
tm(
△
tm＝|tm
‑
tm|)及
△
tb(
△
tb＝|tb
‑
tb|)标定，开启第二换向装置11的接口2和接口3，开启第三换向装置12的接口1和接口2，关闭第二电子水泵9和第二电子风扇15。启动第三电子水泵5，可形成电池包加热回路和电机电控系统加热回路，使用换热器4回收电堆系统的热量给电池包7、电机控制系统进行加热，以满足
△
tm＝0、
△
tb＝0，同时降低电堆散热器3的负荷。
37.常温情况下，当电堆1正常工作时，第一电子水泵2、第一电子风扇14根据电堆1需求调速启动，根据电池包7的需求温度值tb、电机电控系统的需求温度值tm，tf＞tm，tb＞tb，tf＞＞tb，开启第一换向装置10的接口2和接口3，同时开启第二换向装置11的接口1、接口2和接口3，各开度根据
△
tm(
△
tm＝|tm
‑
tm|)及
△
tb(
△
tb＝|tb
‑
tb|)标定，关闭第三电子水泵5，启动第二电子水泵9和第二电子风扇15，第二电子水泵9及第二电子风扇15功率根据
△
tm(
△
tm＝|tm
‑
tm|)及
△
tb(
△
tb＝|tb
‑
tb|)标定，使用电机散热器8及电机电控系统6的热量给电池包7进行加热，以满足
△
tb＝0，同时降低电机散热器8的负荷。
38.高温情况下，当电堆1正常工作时，第一电子水泵2、第一电子风扇14根据电堆1需求调速启动，根据电池包7的需求温度值tb、电机电控系统的需求温度值tm，tf＞＞tm＞tb＞tb，tf＞＞tb，开启第一换向装置10的接口1和接口3，开启第二换向装置11的接口1和接口2，开启第三换向装置12的接口2和接口3，开启第三电子水泵5，启动空调使chiller工作，启动第二电子水泵9和第二电子风扇15，第二电子水泵9及第二电子风扇15功率根据
△
tm(
△
tm＝|tm
‑
tm|)及
△
tb(
△
tb＝|tb
‑
tb|)标定，使用电机散热器8给电机电控系统6进行散热，以满足
△
tm＝0，同时使用空调chiller给电池散热，以满足
△
tb＝0。
39.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
40.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。