本發(fā)明涉及一種燃料電池車輛的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、在日本特開2018-174092中，公開了一種在具備燃料電池和蓄電池的電力裝置中，將燃料電池的排出熱量供給給蓄電池從而對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫的電力供給裝置。日本特開2018-174092中所記載的電力供給裝置具備將燃料電池系統(tǒng)的內(nèi)部和蓄電池進(jìn)行熱連接的熱管。該電力供給裝置在蓄電池的溫度較低的情況下，通過熱管從而從燃料電池系統(tǒng)的內(nèi)部向蓄電池進(jìn)行熱量的移動(dòng)。此外，如果蓄電池的溫度變高時(shí)，則對(duì)由熱管實(shí)現(xiàn)的從燃料電池系統(tǒng)的內(nèi)部向蓄電池的熱量的移動(dòng)進(jìn)行抑制。

2、在日本特開2009-54404中，公開了如下內(nèi)容，即，在具備燃料電池和蓄電池的燃料電池車輛中，利用燃料電池的排出氣體中所包含的水蒸氣而使吸附劑發(fā)熱從而對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、但是，被要求了提高燃料電池車輛的燃料消耗率的燃料電池卻將因運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的熱量通過散熱器等而排出到外部。另一方面，燃料電池在溫度較低的情況下，會(huì)進(jìn)行快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過自發(fā)熱，從而使溫度上升。由于快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電效率較低，因此存在有導(dǎo)致燃料電池車輛的燃料消耗率的降低的情況。此外，由于被搭載于燃料電池車輛上的蓄電池在溫度變低時(shí)充放電的效率會(huì)降低，因此需要用加熱器等來對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫或者保溫。在該情況下，由于向加熱器供給電力，因此存在有導(dǎo)致燃料電池車輛的燃料消耗率的降低的情況。

2、因此，本公開的目的在于，減少被排出到外部的熱量并實(shí)現(xiàn)燃料電池車輛的燃料消耗率的提高。

3、本公開的燃料電池車輛具備：燃料電池，其向車輛驅(qū)動(dòng)用的電機(jī)供給電力；蓄電池，其與所述燃料電池一起向所述電機(jī)供給電力；燃料電池冷卻水回路，其使冷卻水在所述燃料電池中循環(huán)；蓄電池溫度調(diào)節(jié)回路，其使液體的熱介質(zhì)在所述蓄電池中循環(huán)從而對(duì)所述蓄電池進(jìn)行冷卻或者加溫，所述燃料電池車輛的特征在于，具備在所述燃料電池與所述蓄電池之間相互進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移的熱轉(zhuǎn)移裝置。

4、以此方式，由于本公開的燃料電池車輛在燃料電池與蓄電池之間相互進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移，因此能夠利用燃料電池的排出熱量來對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫，并且能夠利用蓄電池的熱量來對(duì)燃料電池進(jìn)行加溫。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池車輛的燃料消耗率的提高。

5、在本公開的燃料電池車輛中，也可以采用如下方式，即，所述熱轉(zhuǎn)移裝置具備：熱交換回路，其與所述燃料電池冷卻水回路相連接；水水熱交換器，其以跨及所述熱交換回路和所述蓄電池溫度調(diào)節(jié)回路的方式被配置并在所述冷卻水與所述熱介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換；切換閥，其對(duì)所述燃料電池冷卻水回路與所述熱交換回路之間的關(guān)閉和連通進(jìn)行切換；控制部，其對(duì)所述切換閥的動(dòng)作進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述燃料電池的通常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍高于所述蓄電池的通常動(dòng)作溫度范圍，對(duì)于所述控制部而言，在所述燃料電池的溫度處于所述通常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍、并且所述蓄電池的溫度處于與所述通常動(dòng)作溫度范圍相比而較低的加溫需要溫度范圍的情況下，或者，在所述燃料電池的溫度處于與所述蓄電池的所述通常動(dòng)作溫度范圍相比而較低的快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍、并且所述蓄電池的溫度處于所述通常動(dòng)作溫度范圍的情況下，以使所述燃料電池冷卻水回路與所述熱交換回路連通的方式對(duì)所述切換閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，并使所述冷卻水在所述水水熱交換器中流通，從而在所述燃料電池與所述蓄電池之間相互進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移。

6、由此，在蓄電池的溫度處于加溫需要溫度范圍且燃料電池的溫度處于通常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍的情況下，或者，在燃料電池的溫度處于快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍且蓄電池的溫度處于通常動(dòng)作溫度范圍的情況下，能夠通過水水熱交換器而在燃料電池與蓄電池之間相互進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移。由此，能夠利用燃料電池的排出熱量來對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫。此外，能夠做到利用蓄電池的熱量來對(duì)燃料電池進(jìn)行加溫，從而不進(jìn)行燃料電池的發(fā)電效率較低的快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池車輛的燃料消耗率的提高。

7、在本公開的燃料電池車輛中，也可以采用如下方式，即，所述燃料電池冷卻水回路設(shè)置有對(duì)所述冷卻水進(jìn)行加熱的水加熱加熱器、和與所述冷卻水進(jìn)行熱交換并對(duì)向車廂送風(fēng)的空氣進(jìn)行加熱的加熱器芯，所述熱交換回路以對(duì)所述加熱器芯進(jìn)行旁通的方式與所述燃料電池冷卻水回路相連接，對(duì)于所述控制部而言，在所述燃料電池的溫度處于所述通常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍、且所述蓄電池的溫度處于所述加溫需要溫度范圍、并且所述水加熱加熱器為開啟的情況下，使所述燃料電池冷卻水回路與所述熱交換回路連通，并使所述冷卻水在所述水加熱加熱器和所述水水熱交換器中流通，從而利用所述燃料電池的排出熱量和所述水加熱加熱器的熱量來對(duì)所述蓄電池進(jìn)行加溫。

8、以此方式，由于利用燃料電池的排出熱量和水加熱加熱器的熱量來對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池進(jìn)行加溫。由此，能夠在短時(shí)間內(nèi)提高蓄電池的充放電效率，并能夠使燃料電池車輛的燃料消耗率提高。

9、在本公開的燃料電池車輛中，也可以采用如下方式，即，所述燃料電池冷卻水回路設(shè)置有對(duì)所述冷卻水進(jìn)行加熱的水加熱加熱器、和與所述冷卻水進(jìn)行熱交換并對(duì)向車廂送風(fēng)的空氣進(jìn)行加熱的加熱器芯，所述熱交換回路以對(duì)所述加熱器芯進(jìn)行旁通的方式與所述燃料電池冷卻水回路相連接，對(duì)于所述控制部而言，在所述燃料電池的溫度處于所述快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍、且所述蓄電池的溫度處于所述通常動(dòng)作溫度范圍、并且所述水加熱加熱器為開啟的情況下，使所述燃料電池冷卻水回路與所述熱交換回路連通，并使所述冷卻水在所述水加熱加熱器和所述水水熱交換器中流通，從而利用所述蓄電池的熱量和所述水加熱加熱器的熱量來對(duì)所述燃料電池進(jìn)行加溫。

10、以此方式，由于利用蓄電池的熱量和所述水加熱加熱器的熱量來對(duì)燃料電池進(jìn)行加溫，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)燃料電池進(jìn)行加溫。由此，能夠無需進(jìn)行燃料電池的快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并使燃料電池在發(fā)電效率較高的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，能夠使燃料電池車輛的燃料消耗率提高。

11、在本公開的燃料電池車輛中，也可以采用如下方式，即，所述燃料電池冷卻水回路設(shè)置有對(duì)所述冷卻水進(jìn)行加熱的水加熱加熱器、和與所述冷卻水進(jìn)行熱交換并對(duì)向車廂送風(fēng)的空氣進(jìn)行加熱的加熱器芯，所述熱交換回路以對(duì)所述加熱器芯進(jìn)行旁通的方式與所述燃料電池冷卻水回路相連接，對(duì)于所述控制部而言，在所述燃料電池的溫度處于所述快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍、所述蓄電池的溫度低于所述通常動(dòng)作溫度范圍、且所述水加熱加熱器為開啟的情況下，以將所述燃料電池冷卻水回路與所述熱交換回路之間關(guān)閉的方式對(duì)所述切換閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，并使所述冷卻水在所述水加熱加熱器、所述加熱器芯、所述燃料電池中回流，從而利用所述水加熱加熱器的熱量來對(duì)所述燃料電池進(jìn)行加溫。

12、由此，即使在燃料電池車輛的低溫起動(dòng)時(shí)蓄電池為低溫的情況下，也能夠通過水加熱加熱器來對(duì)燃料電池進(jìn)行加溫。由此，無需在冷起動(dòng)時(shí)進(jìn)行燃料電池的快速催化劑暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并能夠使燃料電池車輛的燃料消耗率提高。

13、本公開能夠降低向外部排出的熱并實(shí)現(xiàn)燃料電池車輛的燃料消耗率的提升。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池車輛，具備：

2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池車輛，其特征在于，

4.如權(quán)利要求2所述的燃料電池車輛，其特征在于，

5.如權(quán)利要求2所述的燃料電池車輛，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種燃料電池車輛。該燃料電池車輛(100)具備：燃料電池(11)，其向電機(jī)供給電力；蓄電池(51)；燃料電池冷卻水回路(30)，其使冷卻水在燃料電池(11)中循環(huán)；蓄電池溫度調(diào)節(jié)回路(50)，其使蓄電池冷卻水在蓄電池(51)中循環(huán)，從而對(duì)蓄電池進(jìn)行冷卻或者加溫，所述燃料電池車輛(100)的特征在于，具備在燃料電池(11)與蓄電池(51)之間相互進(jìn)行熱轉(zhuǎn)移的熱轉(zhuǎn)移裝置(60)。

技術(shù)研發(fā)人員：島內(nèi)隆行,平林秀一
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26