一种燃料电池系统以及一种新能源车辆动力总成的制作方法

技术特征：
1.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括：电堆、空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统以及控制器；所述冷却系统包括冷却回路、出液管和进液管；所述冷却回路与所述电堆的冷却空腔之间连接有所述出液管和所述进液管；所述空气供给系统和所述氢气供给系统均与所述电堆的反应空腔连接，所述空气供给系统与所述出液管连接；所述控制器用于：在监测到所述冷却系统中冷却液的温度低于或等于预设温度时，控制所述空气供给系统以及所述氢气供给系统对所述反应空腔进行吹扫；在所述冷却回路相对于所述出液管和所述进液管断开的状态下，控制所述空气供给系统与所述出液管连通，并利用所述空气系统提供的空气，将所述出液管、所述冷却空腔和所述进液管中的冷却液排空。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于：监测所述空气供给系统的运行状态，并根据所述运行状态，判断所述出液管、所述冷却空腔和所述进液管中的冷却液是否排空；若是，则控制所述电堆启动。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：用于对所述冷却回路中冷却液进行加热的加热器，所述加热器与所述电堆电性连接；所述控制器，还用于：在所述控制所述电堆启动之后，根据预设的功率增长控制参数，控制所述电堆向所述加热器输出电能的功率逐渐增大；直至所述电堆的实际电参数高于预设电参数阈值，且所述冷却回路中冷却液的温度高于所述预设温度时，控制所述冷却回路与所述出液管之间连通、控制所述冷却回路与所述进液管之间连通、控制所述空气供给系统与所述出液管之间断开，以使所述冷却回路中加热后的冷却液进入所述冷却空腔中。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述空气供给系统包括：空压机、出气管和背压阀；所述空压机的气体输出端与所述反应空腔的第一进气端连接；所述背压阀设置于所述出气管上，所述出气管与所述反应空腔的第一出气端连接；所述氢气供给系统包括：比例阀和循环泵；所述反应空腔的第二进气端以及所述循环泵的气体输出端设置有所述比例阀，所述反应空腔的第二出气端与所述循环泵的气体输入端连接；所述冷却回路包括：出液三通阀、进液三通阀、连通管和冷却泵；所述出液三通阀连接有所述出液管、所述连通管以及所述冷却泵；所述进液三通阀连接有所述进液管、所述连通管以及所述冷却泵；所述连通管的一端连接有所述进液三通阀，所述连通管的另一端连接有所述出液三通阀；其中，所述出气管通过空气吹扫阀与所述出液管连接，所述进液管通过双通阀与冷却液箱连接；所述空压机、所述出气管、所述比例阀、所述循环泵、所述背压阀、所述出液三通阀、所述进液三通阀以及所述冷却泵均与所述控制器连接。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于：在监测到所述冷却系统中冷却液的温度低于或等于预设温度时，控制所述空压机以及所述循环泵的运行状态，以及控制所述背压阀以及所述比例阀的开度，以对所述反应空腔
进行吹扫；控制所述进液三通阀和所述出液三通阀关闭，以使冷却液仅在所述冷却回路中循环流动；控制所述空气吹扫阀以及所述双通阀开启，以利用所述空压机提供的空气，将所述出液管、所述冷却空腔、所述进液管中的冷却液经所述双通阀排出至所述冷却液箱中。6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体还用于：在所述空气吹扫阀以及所述双通阀均处于开启状态时，获取所述背压阀的开启时长以及开度数据；若检测到所述开启时长超过预设时长时，且所述开度数据符合预设波动要求，则判定所述出液管、所述冷却空腔和所述进液管中的冷却液排空。7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，还具体用于：基于目标空气流量控制所述空压机的运行状态，基于目标空气压力控制所述背压阀的开度，以使所述空气供给系统提供满足所述电堆启动所需的空气；基于目标氢气流量控制所述循环泵的运行状态，基于目标氢气压力控制所述比例阀的开度，以使所述氢气供给系统提供满足所述电堆启动所需的氢气。8.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器，还具体用于：控制所述出液三通阀开启，以使所述冷却回路与所述出液管之间连通；控制所述进液三通阀开启，以使所述冷却回路与所述进液管恢复连通；控制所述空气吹扫阀以及所述双通阀关闭，以使所述冷却回路中加热后的冷却液进入所述冷却空腔中。9.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括：温控阀和散热器总成；所述温控阀的第一出液口与所述冷却泵连接，所述温控阀的第二出液口与所述散热器总成连接，所述散热器总成与所述冷却泵连接；所述控制器，还用于：若监测到所述冷却系统中冷却液的温度大于散热温度阈值时，则控制所述温控阀的第二出液口开启，以使冷却液进入所述散热器总成中进行冷却；否则控制所述温控阀的第一出液口开启，以使冷却液无法流经所述散热器总成。10.一种新能源车辆动力总成，其特征在于，包括驱动电机以及如权利要求1-9中任一所述的燃料电池系统；其中，所述燃料电池系统用于为所述驱动电机提供工作所需的电能；所述驱动电机用于驱动车辆行驶。

技术总结
本发明实施例提供了一种燃料电池系统以及一种新能源车辆动力总成，通过控制器监测冷却系统中冷却液的温度，并在监测到冷却液的温度低于或等于预设温度时，控制空气供给系统以及氢气供给系统来对反应空腔进行吹扫，以防止电堆内部堵塞。通过控制器控制冷却回路相对于出液管和进液管断开，来使冷却液仅在冷却回路中循环流动，然后控制空气供给系统与出液管连通，来利用空气供给系统提供的空气，将进液管、冷却空腔以及出液管内部的冷却液排空。因此，在低温环境启动燃料电池时，燃料电池的冷却回路中没有冷却液，无需对燃料电池冷却空腔中的冷却液进行加热，减少了燃料电池启动过程的能量消耗以及时间消耗。量消耗以及时间消耗。量消耗以及时间消耗。


技术研发人员：马义 张明凯 李波 熊成勇 张剑
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/3/15