一种燃料电池系统余热的利用装置、方法及汽车与流程

1.本发明涉及燃料电池系统技术领域，尤其涉及一种燃料电池系统余热的利用装置、方法及汽车。


背景技术：

2.现有燃料电池汽车座椅加热功能，往往借用传统车加热系统实现，加热效率低，且额外增加电耗，降低系统效率，影响整车续驶里程；或者通过燃料电池发动机水路的余热，对座椅进行加热，加热效率低，因此急需提供一种燃料电池汽车座椅加热的精准控制方法，提高加热效率，减少电耗。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种燃料电池系统余热的利用装置、方法及汽车，利用燃料电池电堆反应后剩余气体的热量，实现汽车座椅的加热，无需额外设置加热装置，提高热效率和控制精度。
4.根据本发明的一方面，提供了一种燃料电池系统余热的利用装置，包括：
5.空气滤清器、空压机、流量调节阀、第二三通阀、第一三通阀、控制单元、汽车座椅和燃料电池电堆；
6.所述控制单元分别与所述空气滤清器、所述空压机、所述流量调节阀、所述第二三通阀、所述第一三通阀、所述汽车座椅和所述燃料电池电堆连接，所述空气滤清器的输出端与所述空压机的输入端连接，所述空压机的输出端分别与所述流量调节阀的输入端和所述第二三通阀的输入端连接，所述流量调节阀的输出端与所述第一三通阀的输入端连接，所述第一三通阀的第一输出端和所述第二三通阀的输出端均与所述汽车座椅连接，所述第一三通阀的第二输出端用于将所述空压机输出的气体释放，所述第二三通阀的第二输出端用于将所述燃料电池电堆输出的气体释放；所述燃料电池电堆包括空气出口端，所述空气出口端与所述第二三通阀的输入端连接。
7.可选的，所述汽车座椅中还包括温度传感器，所述控制单元与所述温度传感器连接。
8.根据本发明的另一方面，提供了一种燃料电池系统余热利用方法，应用于上述方面中任一项所述的燃料电池系统余热的利用装置；
9.所述燃料电池系统余热利用方法包括：
10.判断汽车座椅的加热功能是否开启；
11.若否，则获取空压机的状态信息，根据所述状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作；
12.若是，则获取汽车座椅的当前温度和目标温度，根据所述当前温度和所述目标温度调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息、所述第一三通阀的开度信息和所述第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结
束操作。
13.可选的，获取空压机的状态信息，根据所述状态信息调节流量调节阀的开度信息、第二三通阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，包括：
14.判断所述空压机是否发生喘振；
15.若是，则开启所述流量调节阀，开启所述第一三通阀的第二输出端、关闭所述第一三通阀的第一输出端和关闭所述第二三通阀的第一输出端，并结束操作；
16.若否，则关闭所述流量调节阀、所述第二三通阀和所述第一三通阀，并结束操作。
17.可选的，在获取汽车座椅的当前温度和目标温度之前,还包括：
18.获取燃料电池电堆输出功率；
19.判断所述燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；
20.若是，则判断所述空压机是否发生喘振；
21.若否，则开启所述第二三通阀；
22.所述判断所述空压机是否发生喘振，还包括：
23.若是，则开启所述流量调节阀；
24.若否，则开启所述第二三通阀。
25.可选的，获取汽车座椅的当前温度和目标温度之后，还包括：
26.判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；
27.若是，则开启所述第一三通阀的第二输出端，并调节所述第一三通阀的开度，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；
28.若否，则开启所述第二三通阀。
29.可选的，其特征在于，开启第二三通阀之后，还包括：
30.再次获取当前温度；
31.判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；
32.若是，则开启所述第二三通阀的第二输出端，并调节所述第二三通阀的开度，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；
33.若否，则调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作。
34.可选的，调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作，包括：
35.增加所述空压机的转速、开启所述流量调节阀和开启所述第一三通阀；
36.再次获取当前温度；
37.判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；
38.若是，则调节所述空压机的转速信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；
39.若否，则再次执行增加所述空压机的转速和开启所述流量调节阀。
40.可选的，所述调节所述空压机的转速信息，包括：
41.降低所述空压机的转速。
42.根据本发明的另一方面，提供了一种汽车，包括上述方面中任一项所述的燃料电池系统余热的利用装置。
43.本发明实施例的技术方案，燃料电池系统余热的利用装置包括：空气滤清器、空压机、流量调节阀、第一三通阀、第二三通阀、控制单元、汽车座椅和燃料电池电堆；空气滤清器的输出端与空压机的输入端连接，空压机的输出端分别与流量调节阀的输入端和第二三通阀的输入端连接，流量调节阀的输出端与第一三通阀的输入端连接，第一三通阀的第一输出端和第二三通阀的输出端均与汽车座椅连接，第一三通阀的第二输出端用于将空压机输出的气体释放，第二三通阀的第二输出端用于将燃料电池电堆输出的气体释放；燃料电池电堆包括空气出口端，空气出口端与第二三通阀的输入端连接。通过利用燃料电池电堆反应后剩余气体的热量，实现汽车座椅的加热，无需额外设置加热装置，提高热效率和控制精度。
44.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
46.图1为本发明实施例提供的一种燃料电池系统余热的利用装置的原理图；
47.图2为本发明实施例提供的第一种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
48.图3为本发明实施例提供的第二种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
49.图4为本发明实施例提供的第三种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
50.图5为本发明实施例提供的第四种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
51.图6为本发明实施例提供的第五种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
52.图7为本发明实施例提供的第六种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图；
53.图8为本发明实施例提供的第七种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图。
具体实施方式
54.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
55.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
56.图1为本发明实施例提供的一种燃料电池系统余热的利用装置的原理图，如图1所示，燃料电池系统余热的利用装置100包括：空气滤清器101、空压机102、流量调节阀103、第一三通阀104、第二三通阀105、控制单元（图中并未示出）、汽车座椅106和燃料电池电堆107；控制单元分别与空气滤清器101、空压机102、流量调节阀103、第一三通阀104、第二三通阀105、汽车座椅106和燃料电池电堆107连接，空气滤清器101的输出端与空压机102的输入端连接，空压机102的输出端分别与流量调节阀103的输入端和第二三通阀105的输入端连接，流量调节阀103的输出端与第一三通阀104的输入端连接，第一三通阀104的第一输出端和第二三通阀105的输出端均与汽车座椅106连接，第一三通阀104的第二输出端用于将空压机102输出的气体释放第二三通阀105的第二输出端用于将燃料电池电堆107输出的气体释放；燃料电池电堆107包括空气出口端，空气出口端与第二三通阀105的输入端连接。
57.其中，燃料电池系统余热的利用装置100中设置有空气滤清器101、空压机102、流量调节阀103、第一三通阀104、第二三通阀105、控制单元、汽车座椅106和燃料电池电堆107。空气滤清器101具有物理过滤和化学过滤两种功能，保证进入燃料电池电堆107内的空气清洁，同时可以保证吹入汽车座椅106的空气清洁。空压机102可以通过调节转速，为燃料电池电堆107提供一定压力和流量的反应气体，同时可以在特定条件下，可以向汽车座椅106中通入所需的气体，实现对汽车座椅106的加热。流量调节阀103、第一三通阀104和第二三通阀105可以通过调节阀的开度，对管道中气体的流量进行调节控制。第一三通阀104和第二三通阀105均设置有三个口，一进两出，可以根据实际设计需求，调节入口和出口的开度情况。燃料电池电堆107作为燃料电池发动机的动力来源，通常由多层膜电极和双电极板堆叠而成。燃料电池电堆107包括氢气入口端、空气入口端、冷却入口端、冷却出口端、空气出口端和氢气出口端，电堆工作工程中，氢气和空气分别从对应入口端引入，经电堆气体主通道分配至每个单电池的双电极板，经双电极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反映，进而产生电能。燃料电池系统余热的利用装置100中还设置有中冷器10、增湿器11、第一温度传感器12、第二温度传感器13、第一压力传感器14、第二压力传感器15和冷却回流部件等，中冷器10的输入端与空压机102的输出端连接，中冷器10的输出端与增湿器11的第一输入端连接，增湿器11的第一输出端与燃料电池电堆107的空气入口端连接，增湿器11的第二输出端与第二三通阀105的输入端连接，增湿器11的第二输入端与燃料电池电堆107的空气出口端连接，增湿器11的第二输出端与第二三通阀105的输入端之间还设置有电子节气门20，第一温度传感器12和第一压力传感器14位于增湿器11与空气入口端之间，第二温度传感器13和第二压力传感器15位于增湿器11与空气出口端之间，用于检测进出燃料电池电堆107的空气的温度和压力。冷却回流部件作用于中冷器10的调节输出端和调节输入端，冷却回流部件中包括水泵16、节温器17、热敏电阻18和散热器19，实现在一定程度上降低进气温度，提升燃料电池发动机的动力性能。控制单元分别与空气滤清器101、空压机102、流量调节阀103、第一三通阀104、第二三通阀105、汽车座椅106和燃料电池电堆107连接，能够对各部件的状态进行采集和控制，保证各部件的正常工作。空压机102容易在小功率区间内发生喘振现象，振动噪音较大，可以通过利用流量调节阀103和第
一三通阀104进行喘振产生气体的释放，在特定条件下，将空压机102输出的气体，经流量调节阀103和第一三通阀104进入汽车座椅106，或者，燃料电池电堆107反应后剩余气体，在特定条件下经第二三通阀105进入汽车座椅106，利用气体的余热均能实现对汽车座椅106的加热，避免额外设置加热装置，提高热效率，减少电耗，同时可以对加热过程中汽车座椅106的加热情况进行精准调控，提高驾乘舒适度。
58.本发明实施实施例通过在燃料电池系统余热的利用装置中设置有空气滤清器、空压机、流量调节阀、第一三通阀、第二三通阀、控制单元、汽车座椅和燃料电池电堆，对空压机输出的气体或者燃料电池电堆反应后剩余气体进行利用，实现对汽车座椅的加热，避免额外设置加热装置，提高热效率，减少电耗，同时对加热过程进行精准控制，提高驾乘舒适度。
59.可选的，汽车座椅106中还包括温度传感器108，控制单元与温度传感器108连接。
60.其中，汽车座椅106中设置温度传感器108，当汽车座椅106的加热功能开启时，温度传感器108实时采集汽车座椅106的温度信息，并发送至控制单元，控制单元根据温度信息，调节燃料电池系统余热的利用装置100中各部件的工作状态，实现对汽车座椅106加热的精准控制，保证驾乘舒适度。
61.图2为本发明实施例提供的第一种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，本实施例可适用于燃料电池系统余热利用的情况，该方法可以由燃料电池系统余热的利用装置来执行，该燃料电池系统余热的利用装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，如图2所示，该方法包括：
62.s101，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则执行步骤s102；若是，则执行步骤s103。
63.其中，根据汽车座椅的加热功能是否开启，若开启，将燃料电池电堆反应后剩余的气体或者将空压机中输出的气体输出至汽车坐垫中，进行余热利用，若未开启，则将燃料电池电堆反应后剩余的气体或者将空压机中输出的气体进行释放。
64.s102，获取空压机的状态信息，根据状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作。
65.其中，由于空压机在小功率区间，极易产生喘振现象，振动噪声较大，严重影响驾乘舒适度及整机寿命，可以通过调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，旁通掉多余的废气，释放至室外，并结束操作。
66.s103，获取汽车座椅的当前温度和目标温度，根据当前温度和目标温度调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
67.其中，获取汽车座椅的当前温度和目标温度，通过调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，使得汽车座椅的温度能够到达目标温度，保证驾乘舒适度。可以调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
68.本发明实施例通过对空压机、流量调节阀、第一三通阀或第二三通阀进行调节，对空压机输出的气体或者燃料电池电堆反应后剩余气体进行利用，实现对汽车座椅的加热，避免额外设置加热装置，提高热效率，减少电耗，同时对加热过程进行精准控制，提高驾乘
舒适度。
69.可选的，图3为本发明实施例提供的第二种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：
70.s201，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则执行步骤s202；若是，则执行步骤s205。
71.s202，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s203；若否，则执行步骤s204。
72.其中，可以根据空压机是否发生喘振，进而根据空压机的喘振状态，对应调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，进而保证对空压机喘振产生的气体进行释放。
73.s203，开启流量调节阀，开启第一三通阀的第二输出端、关闭第二三通阀的第一输出端和关闭第一三通阀的第一输出端，并结束操作。
74.其中，当汽车座椅的加热功能未开启，空压机发生喘振，进而关闭第二三通阀，避免燃料电池电堆反应后剩余气体进入汽车座椅，关闭第一三通阀的第一输出端，避免空压机发生喘振时产生的气体进入汽车座椅。开启流量调节阀和开启第一三通阀的第二输出端，使得空压机发生喘振时产生的气体依次经流量调节阀、第一三通阀的第二输出端释放至室外，并结束操作。
75.s204，关闭流量调节阀、第一三通阀和第二三通阀，并结束操作。
76.其中，当汽车座椅的加热功能未开启且空压机未发生喘振，则关闭流量调节阀、第一三通阀和第二三通阀。
77.s205，获取汽车座椅的当前温度和目标温度，根据当前温度和目标温度调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
78.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能未开启时，判断空压机的状态信息，进而根据空压机的状态信息，调节流量调节阀、第一三通阀和第二三通阀的开度信息，进而保证燃料电池系统余热的合理利用。
79.可选的，图4为本发明实施例提供的第三种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：
80.s301，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则执行步骤302；若是，则执行步骤s303。
81.s302，获取空压机的状态信息，根据状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作。
82.s303，获取燃料电池电堆输出功率。
83.s304，判断燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则执行步骤s305；若否，则执行步骤s306。
84.其中，当汽车座椅的加热功能开启获取燃料电池电堆输出功率，当燃料电池电堆输出功率大于预设燃料电池电堆输出功率时，空压机正常工作；当燃料电池电堆输出功率小于或等于预设燃料电池电堆输出功率，空压机会由于处于小功率区间，极易发生喘振现象。
85.s305，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s307；若否，则执行步骤s306。
86.其中，可以根据空压机是否发生喘振，进而根据空压机的喘振状态，对应调节流量调节阀的开度信息或者第二三通阀的开度信息，进而判断是否对空压机喘振产生的气体进行汽车座椅加热。
87.s306，开启第二三通阀。
88.其中，若燃料电池电堆输出功率大于预设燃料电池电堆输出功率，空压机处于正常工作，空压机不发生喘振，无气体可以利用，则需要开启第二三通阀，利用燃料电池电堆反应后剩余气体进行汽车座椅的加热；若当燃料电池电堆输出功率小于或等于预设燃料电池电堆输出功率，空压机处于小功率区间，但未发生喘振现象，无气体可以利用，则也需要开启第二三通阀，利用燃料电池电堆反应后剩余气体进行汽车座椅的加热。
89.s307，开启流量调节阀。
90.其中，若当燃料电池电堆输出功率小于或等于预设燃料电池电堆输出功率，空压机处于小功率区间，但发生喘振现象，则需要开启第二三通阀，利用空压机喘振产生的气体进行汽车座椅的加热。
91.s308，获取汽车座椅的当前温度和目标温度，根据当前温度和目标温度调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
92.其中，对应可以关闭第二三通阀，开启流量调节阀和第一三通阀，进而保证汽车座椅的加热效果。
93.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能开启的情况下，对燃料电池电堆输出功率的获取，采用对空压机喘振输出的气体进行利用或者燃料电池电堆反应后剩余气体进行利用，实现对汽车座椅的加热，避免额外设置加热装置，提高热效率，减少电耗，同时合理调节流量调节阀、第一三通阀或第二三通阀对汽车座椅的加热过程进行精准控制，提高驾乘舒适度。
94.可选的，图5为本发明实施例提供的第四种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：
95.s401，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则执行步骤s402；若是，则执行步骤s403。
96.s402，获取空压机的状态信息，根据状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作。
97.s403，获取燃料电池电堆输出功率。
98.s404，判断燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则执行步骤s405；若否，则执行步骤s406。
99.s405，判断空压机是否发生喘振；若否，则执行步骤s406；若是，则执行步骤s407。
100.s406，开启第二三通阀。
101.s407，开启流量调节阀。
102.s408，获取汽车座椅的当前温度和目标温度。
103.s409，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s410；若否，则执行步骤s406。
104.其中，在汽车座椅在加热过程中，需要位于汽车座椅中的温度传感器实时采集汽
车座椅的当前温度，避免加热温度过高或者加热温度一直未到目标温度，影响驾乘体验。
105.s410，开启第一三通阀的第二输出端，并调节第一三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
106.其中，当当前温度大于目标温度，则此时无需再向汽车座椅输入气体，需要逐步调节第一三通阀，即开启第一三通阀的第二输出端，使得气体释放，排出室外，直至当前温度等于目标温度，则结束操作；若当前温度小于目标温度，则空压机喘振产生的气体不足以满足汽车座椅的加热需求，则此时开启第二三通阀，同时利用燃料电池电堆反应后剩余的气体进行汽车座椅的加热，进而满足加热需求。
107.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能开启的情况下，对燃料电池电堆输出功率的获取，实时获取汽车座椅的当前温度，并对当前温度和目标温度进行比较，合理对空压机喘振输出的气体进行利用或者燃料电池电堆反应后剩余气体进行利用，实现对汽车座椅的加热，提高热效率，减少电耗，同时合理调节流量调节阀、第一三通阀或第二三通阀对汽车座椅的加热过程进行精准控制，提高驾乘舒适度。
108.可选的，图6为本发明实施例提供的第五种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括：
109.s501，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则执行步骤s502；若是，则执行步骤s503。
110.s502，获取空压机的状态信息，根据状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作。
111.s503，获取燃料电池电堆输出功率。
112.s504，判断燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则执行步骤s505；若否，则执行步骤s506。
113.s505，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s507；若否，则执行步骤s506。
114.s506，开启第二三通阀。
115.s507，开启流量调节阀。
116.s508，获取汽车座椅的当前温度和目标温度。
117.s509，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s510；若否，则执行步骤s506。
118.s510，开启第一三通阀的第二输出端，并调节第一三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
119.s511，再次获取当前温度。
120.其中，在利用燃料电池电堆反应后剩余的气体进行汽车座椅加热后，需要利用汽车座椅中的温度传感器实时采集汽车座椅的温度，避免汽车座椅的温度过高或长时间较低。
121.s512，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s513；若否，则执行步骤s514。
122.s513，开启第二三通阀的第二输出端，并调节第二三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
123.其中，若当前温度大于目标温度，则此时汽车座椅的温度过高，则关闭第二三通阀
的第一输出端，开启第二三通阀的第二输出端，将部分气体进行释放，排出室外，直至当前温度等于目标温度，则结束操作。
124.s514，调节空压机的转速信息、流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
125.其中，若当前温度小于目标温度，则此时需要调节空压机的转速，同时开启流量调节阀，使得空压机输出气体至汽车座椅，对汽车座椅进行加热，直至当前温度等于目标温度，满足加热需求，并结束操作。
126.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能开启的情况下，实时获取汽车座椅的当前温度，并对当前温度和目标温度进行比较，合理对空压机喘振输出的气体进行利用或者燃料电池电堆反应后剩余气体进行利用，进而调节流量调节阀、第二三通阀和第一三通阀的开度信息，实现对汽车座椅的加热的精准控制，提高热效率，减少电耗，提高驾乘舒适度。
127.可选的，图7为本发明实施例提供的第六种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图7所示，该方法包括：
128.s601，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若是，则执行步骤s603；若否，则执行步骤s602。
129.s602，获取空压机的状态信息，根据状态信息调节流量调节阀的开度信息、第一三通阀的开度信息和第二三通阀的开度信息，并结束操作。
130.s603，获取燃料电池电堆输出功率。
131.s604，判断燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则执行步骤s605；若否，则执行步骤s606。
132.s605，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s607；若否，则执行步骤s606。
133.s606，开启第二三通阀。
134.s607，开启流量调节阀。
135.s608，获取汽车座椅的当前温度和目标温度。
136.s609，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s610；若否，则执行步骤s606。
137.s610，开启第一三通阀的第二输出端，并调节第一三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
138.s611，再次获取当前温度。
139.s612，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s613；若否，则执行步骤s614。
140.s613，开启第二三通阀的第二输出端，并调节第二三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
141.s614，增加空压机的转速、开启流量调节阀和开启第一三通阀。
142.其中，当当前温度小于目标温度时，需要开启流量调节阀和第一三通阀，同时增加空压机的转速，加快空压机输出气体，进而输送至汽车座椅中，对汽车座椅进行加热。
143.s615，再次获取当前温度。
144.s616，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s617；若否，则执行步骤s614。
145.其中，在汽车座椅在加热过程中，需要位于汽车座椅中的温度传感器实时采集汽车座椅的当前温度，避免加热温度过高或者加热温度一直未到目标温度，影响驾乘体验。
146.s617，调节空压机的转速信息，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
147.其中，若当前温度大于目标温度，则需要再次调节空压机的转速，避免加热温度过高，影响驾乘体验；
148.若当前温度小于目标温度，则需要再次提高空压机的转速，加速输出气体对汽车座椅进行加热。
149.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能开启的情况下，实时获取汽车座椅的当前温度，并对当前温度和目标温度进行比较，合理对空压机的转速进行调节，进而对其输出的气体进行利用，实现对汽车座椅的加热的精准控制，提高热效率，减少电耗，提高驾乘舒适度。
150.可选的，图8为本发明实施例提供的第七种燃料电池系统余热的利用方法的流程示意图，如图8所示，该方法包括：
151.s701，判断汽车座椅的加热功能是否开启；若是，则执行步骤s705；若否，则执行步骤s702。
152.s702，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s703；若否，则执行步骤s704。
153.s703，开启流量调节阀，开启第一三通阀的第二输出端、关闭第二三通阀的第一输出端和关闭第一三通阀的第一输出端，并结束操作。
154.s704，关闭流量调节阀、第一三通阀和第二三通阀，并结束操作。
155.s705，获取燃料电池电堆输出功率。
156.s706，判断燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则执行步骤s707；若否，则执行步骤s708。
157.s707，判断空压机是否发生喘振；若是，则执行步骤s709；若否，则执行步骤s708。
158.s708，开启第二三通阀。
159.s709，开启流量调节阀。
160.s710，获取汽车座椅的当前温度和目标温度。
161.s711，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s712；若否，则执行步骤s708。
162.s712，开启第一三通阀的第二输出端，并调节第一三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
163.s713，再次获取当前温度。
164.s714，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s715；若否，则执行步骤s716。
165.s715，开启第二三通阀的第二输出端，并调节第二三通阀的开度，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
166.s716，增加空压机的转速、开启流量调节阀和开启第一三通阀。
167.s717，再次获取当前温度。
168.s718，判断当前温度是否大于目标温度，且当前温度不等于目标温度；若是，则执行步骤s719；若否，则执行步骤s716。
169.s719，降低空压机的转速，直至当前温度等于目标温度，并结束操作。
170.其中，当当前温度大于目标温度，则需要调节空压机的转速，逐步降低空压机的转速，无需再向汽车座椅输出气体，避免加热温度过高，影响驾乘体验。
171.本发明实施例通过在汽车座椅的加热功能开启的情况下，实时获取汽车座椅的当前温度，并对当前温度和目标温度进行比较，当当前温度大于目标温度，适当降低空压机的转速，实现对汽车座椅的加热的精准控制，提高热效率，减少电耗，提高驾乘舒适度。
172.本发明实施例还提供一种汽车，汽车中安装有上述方面中任一项所述的燃料电池系统余热的利用装置。
173.需要说明的是，由于本实施例提供的汽车包括如本发明实施例提供的任意所述的燃料电池系统余热的利用装置，其具有燃料电池系统余热的利用装置相同或相应的有益效果，此处不做赘述。
174.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种燃料电池系统余热的利用装置，其特征在于，包括：空气滤清器、空压机、流量调节阀、第一三通阀、第二三通阀、控制单元、汽车座椅和燃料电池电堆；所述控制单元分别与所述空气滤清器、所述空压机、所述流量调节阀、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述汽车座椅和所述燃料电池电堆连接，所述空气滤清器的输出端与所述空压机的输入端连接，所述空压机的输出端分别与所述流量调节阀的输入端和所述第二三通阀的输入端连接，所述流量调节阀的输出端与所述第一三通阀的输入端连接，所述第一三通阀的第一输出端和所述第二三通阀的第一输出端均与所述汽车座椅连接，所述第一三通阀的第二输出端用于将所述空压机输出的气体释放，所述第二三通阀的第二输出端用于将所述燃料电池电堆输出的气体释放；所述燃料电池电堆包括空气出口端，所述空气出口端与所述第二三通阀的输入端连接。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统余热的利用装置，其特征在于，所述汽车座椅中还包括温度传感器，所述控制单元与所述温度传感器连接。3.一种燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，应用于权利要求1-2中任一项所述的燃料电池系统余热的利用装置；所述燃料电池系统余热利用方法包括：判断汽车座椅的加热功能是否开启；若否，则获取空压机的状态信息，根据所述状态信息调节流量调节阀的开度信息、第二三通阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，并结束操作；若是，则获取汽车座椅的当前温度和目标温度，根据所述当前温度和所述目标温度调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息、所述第一三通阀的开度信息和所述第二三通阀的开度信息中的至少一个，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，获取空压机的状态信息，根据所述状态信息调节流量调节阀的开度信息、第二三通阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，包括：判断所述空压机是否发生喘振；若是，则开启所述流量调节阀，开启所述第一三通阀的第二输出端、关闭所述第一三通阀的第一输出端和关闭所述第二三通阀的第一输出端，并结束操作；若否，则关闭所述流量调节阀、所述第一三通阀和所述第二三通阀，并结束操作。5.根据权利要求3所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，在获取汽车座椅的当前温度和目标温度之前,还包括：获取燃料电池电堆输出功率；判断所述燃料电池电堆输出功率是否不大于预设燃料电池电堆输出功率；若是，则判断所述空压机是否发生喘振；若否，则开启所述第二三通阀；所述判断所述空压机是否发生喘振，还包括：若是，则开启所述流量调节阀；若否，则开启所述第二三通阀。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，获取汽车座椅的当前温度和目标温度之后，还包括：判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；若是，则开启所述第一三通阀的第二输出端，并调节所述第一三通阀的开度，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；若否，则开启所述第二三通阀。7.根据权利要求5所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，开启第二三通阀之后，还包括：再次获取当前温度；判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；若是，则开启所述第二三通阀的第二输出端，并调节所述第二三通阀的开度，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；若否，则调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作。8.根据权利要求7所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，调节所述空压机的转速信息、所述流量调节阀的开度信息和第一三通阀的开度信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作，包括：增加所述空压机的转速、开启所述流量调节阀和开启第一三通阀；再次获取当前温度；判断所述当前温度是否大于所述目标温度，且所述当前温度不等于所述目标温度；若是，则调节所述空压机的转速信息，直至所述当前温度等于所述目标温度，并结束操作；若否，则再次执行增加所述空压机的转速和开启所述流量调节阀。9.根据权利要求8所述的燃料电池系统余热利用方法，其特征在于，所述调节所述空压机的转速信息，包括：降低所述空压机的转速。10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-2中任一项所述的燃料电池系统余热的利用装置。

技术总结
本发明公开了一种燃料电池系统余热的利用装置、方法及汽车，涉及燃料电池系统技术领域。包括：空气滤清器、空压机、流量调节阀、第一三通阀、第二三通阀、控制单元、汽车座椅和燃料电池电堆；空气滤清器的输出端与空压机的输入端连接，空压机的输出端分别与流量调节阀的输入端和第二三通阀的输入端连接，流量调节阀的输出端与第一三通阀的输入端连接，第一三通阀的第一输出端和第二三通阀的第一输出端均与汽车座椅连接，第一三通阀的第二输出端和第二三通阀的第二输出端均用于气体释放；燃料电池电堆包括空气出口端，空气出口端与第二三通阀的输入端连接。无需额外设置加热装置，实现汽车座椅的加热，提高热效率和控制精度。提高热效率和控制精度。提高热效率和控制精度。


技术研发人员：王德平 马秋玉 赵慧超 韩令海 赵洪辉 郭冬来 陈蓓娜 郭伟昊 盛夏 王恺 黄兴 鲍金成 王宇鹏 吕文博
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/7/22