本發(fā)明涉及工程熱物理，具體而言，尤其涉及一種氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、船舶熱管理是指對(duì)船舶上各種熱量的產(chǎn)生、傳遞、利用和控制進(jìn)行有效管理的技術(shù)，旨在提高能源利用效率、降低能耗、保障設(shè)備正常運(yùn)行以及提升船舶的整體性能和安全性。船舶熱管理主要包括冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，廢熱回收利用。燃料電池船舶冷卻系統(tǒng)主要包括冷卻液冷卻系統(tǒng)、淡水冷卻系統(tǒng)和海水冷卻系統(tǒng)，通過(guò)冷卻液、淡水和海水的相互換熱，最終將船舶燃料電池、鋰電池、船舶電機(jī)、船舶電控系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量經(jīng)由海水散失出去。船舶廢熱回收利用系統(tǒng)可以將船舶運(yùn)行中電池等設(shè)備產(chǎn)生的廢熱回收，用于加熱船舶生活熱水，大大提高船舶能源的綜合利用效率。

2、船舶熱泵主要基于逆卡諾循環(huán)原理，通過(guò)消耗一定的機(jī)械功或電能，將低溫?zé)嵩粗械臒崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗校瑥亩鴮?shí)現(xiàn)供熱或制冷的目的。其工作包括通過(guò)冷凝器中高溫高壓的冷媒釋放熱量進(jìn)行制冷和通過(guò)蒸發(fā)器冷媒吸熱蒸發(fā)進(jìn)行制冷。船舶熱泵可以為船舶艙室提供舒適的溫度環(huán)境，實(shí)現(xiàn)制冷和制熱功能的切換，滿足不同季節(jié)的溫度需求。

3、目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于燃料電池?zé)峁芾淼难芯恐饕趹?yīng)用于新能源汽車上，而相比于新能源汽車而言，燃料電池船舶內(nèi)需要散熱的設(shè)備更多，需要散熱的熱量更多，完全參考汽車上的熱管理系統(tǒng)滿足不了燃料電池船舶的散熱需求，而且也會(huì)增加成本。所以對(duì)于燃料電池船舶熱管理系統(tǒng)的冷卻效率的要求更高，燃料電池船舶運(yùn)行時(shí)，數(shù)百個(gè)單電池疊加在一起的電堆會(huì)造成散熱困難，散熱不及時(shí)會(huì)極大的破壞燃料電池的性能。同時(shí)將船舶動(dòng)力系統(tǒng)熱管理方法與熱泵技術(shù)結(jié)合應(yīng)用較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的船舶燃料電池?zé)峁芾硪约盁崃炕厥盏募夹g(shù)問(wèn)題，而提供一種氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明主要通過(guò)將高溫冷卻液回路、低溫冷卻水回路和舷外水回路相配合，并添加熱泵系統(tǒng)，對(duì)燃料電池以及船舶電機(jī)等其它設(shè)備進(jìn)行充分散熱，同時(shí)提供艙室制冷或制熱功能、儲(chǔ)存余熱，滿足生活區(qū)熱量需求。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)，包括：高溫冷卻液回路、低溫冷卻水回路、熱泵回路和舷外水回路，所述高溫冷卻液回路通過(guò)高溫多股流冷卻器與低溫冷卻水回路和熱泵回路連接，所述低溫冷卻水回路通過(guò)低溫冷卻器與舷外水回路連接；

4、所述高溫冷卻液回路包括燃料電池電堆和鋰電池，所述高溫冷卻液回路中循環(huán)的第一冷卻介質(zhì)用于對(duì)燃料電池電堆和鋰電池進(jìn)行冷卻；

5、所述低溫冷卻水回路中循環(huán)的第二冷卻介質(zhì)用于對(duì)流經(jīng)高溫多股流冷卻器的第一冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻；

6、所述舷外水回路中循環(huán)的介質(zhì)用于對(duì)流經(jīng)低溫冷卻器的第二冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻；

7、所述熱泵回路連接生活區(qū)，所述熱泵回路中的介質(zhì)用于從高溫多股流冷卻器中吸收熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)船艙內(nèi)制冷或制熱，并滿足生活區(qū)的熱量需求。

8、進(jìn)一步地，所述高溫冷卻液回路包括燃料電池電堆、鋰電池、散熱器、三通閥ⅰ、去離子器、高溫泵ⅰ和高溫多股流冷卻器，所述燃料電池電堆的出口連接至高溫多股流蒸發(fā)器的入口，所述高溫多股流蒸發(fā)器的出口連接至換熱器的入口，所述換熱器的出口連接至高溫泵ⅰ的入口，所述高溫泵ⅰ的出口連接至去離子器的入口，所述去離子器的出口連接至三通閥ⅰ的入口，所述三通閥ⅰ的兩個(gè)出口分別連接至燃料電池電堆和散熱器的入口，所述散熱器的出口連接至鋰電池的入口，所述鋰電池的出口連接至高溫多股流冷卻器的入口；

9、所述低溫冷卻水回路包括高溫多股流冷卻器、淡水水箱、淡水泵、三通閥ⅱ、三通閥ⅲ、低溫冷卻器、船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)，所述高溫多股流冷卻器的出口連接到淡水水箱的入口，所述淡水水箱的出口連接至淡水泵的入口，所述淡水泵的出口連接至三通閥ⅱ的入口，所述三通閥ⅱ的一個(gè)出口連接至低溫冷卻器的入口，另一個(gè)出口連接至三通閥ⅲ的入口；所述低溫冷卻器的出口連接至三通閥ⅲ的入口，所述三通閥ⅲ的兩個(gè)出口分別連接至船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)的入口；所述船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)的出口連接至換熱器的入口，所述換熱器的出口連接至高溫多股流冷卻器的入口；

10、所述熱泵回路包括高溫多股流冷卻器、壓縮機(jī)、艙內(nèi)冷凝器、艙內(nèi)蒸發(fā)器、換熱器、儲(chǔ)熱罐、低溫泵和高溫泵ⅱ，所述高溫多股流冷卻器的出口連接至壓縮機(jī)的入口，所述壓縮機(jī)的出口分別連接至艙內(nèi)冷凝器的入口和換熱器的入口，所述艙內(nèi)冷凝器的出口連接至換熱器的入口，所述換熱器的出口分別連接至艙內(nèi)蒸發(fā)器的入口和高溫多股流冷卻器的入口，所述艙內(nèi)蒸發(fā)器的出口連接至高溫多股流蒸發(fā)器的入口，所述儲(chǔ)熱罐的兩端與換熱器的兩端相連，所述低溫泵的出口連接至儲(chǔ)熱罐的入口，所述低溫泵的入口連接至生活區(qū)，所述高溫泵ⅱ的入口連接至儲(chǔ)熱罐的出口，所述高溫泵ⅱ的出口連接至生活區(qū)；

11、所述舷外水回路包括低溫冷卻器、海水過(guò)濾器和海水泵，所述海水過(guò)濾器的一端與海水相連，另一端與海水泵的一端相連；所述海水泵的另一端與低溫冷卻器的一端相連，所述低溫冷卻器的另一端連接海水。

12、進(jìn)一步地，所述高溫冷卻液回路中的第一冷卻介質(zhì)為水乙二醇溶液高比熱容冷卻液，所述低溫冷卻水回路中的第二冷卻介質(zhì)為淡水，所述熱泵回路中的介質(zhì)為冷媒，所述舷外水回路中的介質(zhì)為海水。

13、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)有六種工作模式，包括春秋季航行的模式一、夏季航行的模式二、冬季航行的模式三、春秋季啟動(dòng)的模式四、夏季啟動(dòng)的模式五、冬季啟動(dòng)的模式六；

14、所述高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液冷卻的總熱量q電池散熱滿足如下公式：

15、q電池散熱＝c燃m燃(t燃in-t燃o(jì)ut)+c鋰m鋰(t鋰in-t鋰out)；

16、其中，c燃為燃料電池比熱容，m燃為燃料電池質(zhì)量，t燃in為燃料電池進(jìn)口溫度，t燃o(jì)ut為燃料電池出口溫度，c鋰為鋰電池比熱容，m鋰為鋰電池質(zhì)量，t鋰in為鋰電池進(jìn)口溫度，t鋰out為鋰電池出口溫度；

17、根據(jù)燃料電池電堆和鋰電池的發(fā)熱量對(duì)比，散熱器通路中流經(jīng)的高溫冷卻液為整個(gè)回路的1/6，散熱器散失的總熱量q散熱器滿足如下公式：

18、q散熱器＝1/6m冷c冷(t燃in-t鋰out)；

19、其中，m冷為高溫冷卻液的質(zhì)量，c冷為高溫冷卻液的比熱容；

20、冷卻后的高溫冷卻液溫度t1out滿足如下公式：

21、t1out＝5/6t燃o(jì)ut+1/6t鋰out；

22、高溫多股流冷卻器對(duì)高溫冷卻液進(jìn)行冷卻，總冷卻的熱量q1滿足如下公式：

23、q1＝c冷m冷(t燃in-t1out)；

24、在熱泵回路中，冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，吸收的熱量q3滿足如下公式：

25、q3＝c媒m媒(t媒out-t媒in)；

26、其中，c媒為燃料電池比熱容，m媒為燃料電池質(zhì)量，t媒in為燃料電池進(jìn)口溫度，t媒out為燃料電池出口溫度；

27、在低溫冷卻水回路中船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

28、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

29、其中，c電機(jī)為燃料電池比熱容，m電機(jī)為燃料電池質(zhì)量，t電機(jī)in為燃料電池進(jìn)口溫度，t電機(jī)out為燃料電池出口溫度，c電控為鋰電池比熱容，m電控為鋰電池質(zhì)量，t電控in為鋰電池進(jìn)口溫度，t電控out為鋰電池出口溫度；

30、若高溫多股流冷卻器中的熱量被淡水和冷媒吸收，則低溫冷卻器中冷卻淡水的總熱量q4滿足如下公式：

31、q4＝q1+q2-q3；

32、若高溫多股流冷卻器中的熱量只被冷媒吸收，則低溫冷卻器中冷卻淡水的總熱量q4滿足如下公式：

33、q4＝q2。

34、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式一時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要冷卻，艙內(nèi)冷凝器、艙內(nèi)蒸發(fā)器和換熱器均不工作；高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行冷卻，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流入散熱器中進(jìn)行降溫，降溫后的高溫冷卻液流經(jīng)鋰電池進(jìn)行冷卻，隨后高溫冷卻液通過(guò)高溫多股流冷卻器被低溫冷卻水回路的淡水冷卻后流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ到低溫冷卻器中被舷外水回路的海水冷卻，隨后通過(guò)三通閥ⅲ分別流經(jīng)船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，隨后淡水流入高溫多股流冷卻器中對(duì)高溫冷卻液回路的高溫冷卻液進(jìn)行冷卻后，流回淡水水箱完成循環(huán)，海水泵從舷外抽取海水經(jīng)過(guò)海水過(guò)濾器中過(guò)濾后，在低溫冷卻器中對(duì)淡水進(jìn)行冷卻，隨后排出舷外；

35、在模式一的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液冷卻的總熱量q電池散熱滿足如下公式：

36、q電池散熱＝c燃m燃(t燃in-t燃o(jì)ut)+c鋰m鋰(t鋰in-t鋰out)；

37、根據(jù)燃料電池電堆和鋰電池的發(fā)熱量對(duì)比，散熱器通路中流經(jīng)的高溫冷卻液為整個(gè)回路的1/6，散熱器散失的總熱量q散熱器滿足如下公式：

38、q散熱器＝1/6m冷c冷(t燃in-t鋰out)；

39、冷卻后的高溫冷卻液溫度t1out滿足如下公式：

40、t1out＝5/6t燃o(jì)ut+1/6t鋰out；

41、高溫多股流冷卻器對(duì)高溫冷卻液進(jìn)行冷卻，總冷卻的熱量q1滿足如下公式：

42、q1＝c冷m冷(t燃in-t1out)；

43、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

44、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

45、低溫冷卻器對(duì)低溫淡水進(jìn)行冷卻，冷卻的總熱量q4滿足如下公式：

46、q4＝q1+q2。

47、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式二時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要冷卻，艙內(nèi)冷凝器不工作，艙內(nèi)蒸發(fā)器和換熱器工作；高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行冷卻，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流入散熱器中進(jìn)行降溫，降溫后的高溫冷卻液流經(jīng)鋰電池進(jìn)行冷卻，隨后高溫冷卻液通過(guò)高溫多股流冷卻器被低溫冷卻水回路的淡水冷卻后流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ到低溫冷卻器中被舷外水回路的海水冷卻，隨后通過(guò)三通閥ⅲ分別流經(jīng)船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，隨后淡水流入高溫多股流冷卻器中對(duì)高溫冷卻液回路的高溫冷卻液進(jìn)行冷卻后，流回淡水水箱完成循環(huán)，海水泵從舷外抽取海水經(jīng)過(guò)海水過(guò)濾器中過(guò)濾后，在低溫冷卻器中對(duì)淡水進(jìn)行冷卻，隨后排出舷外；在熱泵回路中的冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，在壓縮機(jī)中被壓縮成高溫高壓氣體，流經(jīng)換熱器中散失熱量，隨后在艙內(nèi)蒸發(fā)器中降壓吸熱進(jìn)行對(duì)船艙內(nèi)制冷，然后回到高溫多股流冷卻器中完成循環(huán)，在散熱器中冷媒散失的熱量被儲(chǔ)熱罐吸收，通過(guò)高溫泵ⅱ運(yùn)送至生活區(qū)滿足熱量需求，同時(shí)低溫泵運(yùn)送等量的冷水到儲(chǔ)熱罐保證其正常工作；

48、在模式二的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液冷卻的總熱量q電池散熱滿足如下公式：

49、q電池散熱＝c燃m燃(t燃in-t燃o(jì)ut)+c鋰m鋰(t鋰in-t鋰out)；

50、根據(jù)燃料電池電堆和鋰電池的發(fā)熱量對(duì)比，散熱器通路中流經(jīng)的高溫冷卻液為整個(gè)回路的1/6，散熱器散失的總熱量q散熱器滿足如下公式：

51、q散熱器＝1/6m冷c冷(t燃in-t鋰out)；

52、冷卻后的高溫冷卻液溫度t1out滿足如下公式：

53、t1out＝5/6t燃o(jì)ut+1/6t鋰out；

54、高溫多股流冷卻器對(duì)高溫冷卻液進(jìn)行冷卻，總冷卻的熱量q1滿足如下公式：

55、q1＝c冷m冷(t燃in-t1out)；

56、在熱泵回路中，冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，吸收的熱量q3滿足如下公式：

57、q3＝c媒m媒(t媒out-t媒in)；

58、在換熱器中，冷媒散失一部分熱量q散滿足如下公式：

59、q散＝c媒m媒(t媒out-t換out)；

60、其中，t換out為換熱器出口溫度；

61、在艙內(nèi)蒸發(fā)器中，冷媒降壓吸熱制冷，吸收的熱量q吸滿足如下公式：

62、q吸＝c媒m媒(t媒in-t換out)；

63、在熱泵回路中，冷媒的能量守恒滿足如下公式：

64、q3+q壓+q吸＝q散；

65、其中，q壓為在壓縮機(jī)中冷媒吸收的熱量；

66、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

67、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

68、高溫多股流冷卻器中的熱量被淡水和冷媒吸收，則低溫冷卻器中冷卻淡水的總熱量q4滿足如下公式：

69、q4＝q1+q2-q3。

70、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式三時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要冷卻，艙內(nèi)冷凝器和換熱器工作，艙內(nèi)蒸發(fā)器和低溫冷卻器不工作；高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行冷卻，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流入散熱器中進(jìn)行降溫，降溫后的高溫冷卻液流經(jīng)鋰電池進(jìn)行冷卻，隨后高溫冷卻液通過(guò)高溫多股流冷卻器被熱泵回路的冷媒冷卻后流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ直接流入船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，冷卻后的淡水流入散熱器并被儲(chǔ)熱罐中的冷水吸收熱量冷卻，流回淡水水箱完成循環(huán)，在熱泵回路中的冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，在壓縮機(jī)中被壓縮成高溫高壓氣體，隨后流入船舶冷凝器中冷凝散熱，然后流回高溫多股流冷卻器完成循環(huán)，在散熱器中淡水散失的熱量被儲(chǔ)熱罐吸收，通過(guò)高溫泵ⅱ運(yùn)送至生活區(qū)滿足熱量需求，同時(shí)低溫泵運(yùn)送等量的冷水到儲(chǔ)熱罐保證其正常工作；

71、在模式三的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液冷卻的總熱量q電池散熱滿足如下公式：

72、q電池散熱＝c燃m燃(t燃in-t燃o(jì)ut)+c鋰m鋰(t鋰in-t鋰out)；

73、根據(jù)燃料電池電堆和鋰電池的發(fā)熱量對(duì)比，散熱器通路中流經(jīng)的高溫冷卻液為整個(gè)回路的1/6，散熱器散失的總熱量q散熱器滿足如下公式：

74、q散熱器＝1/6m冷c冷(t燃in-t鋰out)；

75、冷卻后的高溫冷卻液溫度t1out滿足如下公式：

76、t1out＝5/6t燃o(jì)ut+1/6t鋰out；

77、高溫多股流冷卻器對(duì)高溫冷卻液進(jìn)行冷卻，總冷卻的熱量q1滿足如下公式：

78、q1＝c冷m冷(t燃in-t1out)；

79、在熱泵回路中，冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，吸收的熱量q3滿足如下公式：

80、q3＝c媒m媒(t媒out-t媒in)；

81、熱泵回路的能量守恒關(guān)系式如下：

82、q3+q壓＝q冷凝；

83、其中，q冷凝為冷媒在艙內(nèi)冷凝器中散失的熱量；

84、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

85、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

86、換熱器吸收低溫淡水的熱量q換熱1滿足如下公式：

87、q換熱1＝q2。

88、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式四時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要加熱，換熱器工作，散熱器、高溫多股流冷卻器、艙內(nèi)冷凝器、艙內(nèi)蒸發(fā)器和低溫冷卻器均不工作；高溫冷卻液此時(shí)比燃料電池電堆和鋰電池溫度高，高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行加熱，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流經(jīng)鋰電池進(jìn)行加熱，隨后直接流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ直接流入船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，冷卻后的淡水流入散熱器并被儲(chǔ)熱罐中的冷水吸收熱量冷卻，流回淡水水箱完成循環(huán)，在散熱器中淡水散失的熱量被儲(chǔ)熱罐吸收，通過(guò)高溫泵ⅱ運(yùn)送至生活區(qū)滿足熱量需求，同時(shí)低溫泵運(yùn)送等量的冷水到儲(chǔ)熱罐保證其正常工作；

89、在模式四的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液加熱的總熱量q電池吸熱滿足如下公式：

90、q電池吸熱＝c燃m燃(t燃o(jì)ut-t燃in)+c鋰m鋰(t鋰out-t鋰in)；

91、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

92、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

93、換熱器吸收低溫淡水的熱量q換熱2滿足如下公式：

94、q換熱2＝q2。

95、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式五時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要加熱，散熱器、低溫冷卻器不工作；高溫冷卻液此時(shí)比燃料電池電堆和鋰電池溫度高，高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行加熱，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流經(jīng)鋰電池進(jìn)行加熱，隨后高溫冷卻液流入散熱器中吸收冷媒散失的熱量進(jìn)行加熱，隨后流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ直接流入船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，隨后在高溫多股流冷卻器中被冷媒吸收熱量冷卻，流回淡水水箱完成循環(huán)，在熱泵回路中的冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，在壓縮機(jī)中被壓縮成高溫高壓氣體，流經(jīng)換熱器中散失熱量，隨后在艙內(nèi)蒸發(fā)器中降壓吸熱進(jìn)行對(duì)船艙內(nèi)制冷，然后回到高溫多股流冷卻器中完成循環(huán)；

96、在模式五的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液加熱的總熱量q電池吸熱滿足如下公式：

97、q電池吸熱＝c燃m燃(t燃o(jì)ut-t燃in)+c鋰m鋰(t鋰out-t鋰in)；

98、在高溫冷卻液回路中的能量守恒如下：

99、q電池吸熱＝q換熱3；

100、其中，q換熱3為高溫冷卻液在換熱器中得到的熱量；

101、在熱泵回路中，冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，吸收的熱量q3滿足如下公式：

102、q3＝c媒m媒(t媒out-t媒in)；

103、在換熱器中，冷媒散失一部分熱量q換熱3滿足如下公式：

104、q換熱3＝c媒m媒(t媒out-t換out)；

105、在艙內(nèi)蒸發(fā)器中，冷媒降壓吸熱制冷，吸收的熱量q吸滿足如下公式：

106、q吸＝c媒m媒(t媒in-t換out)；

107、在熱泵回路中，冷媒的能量守恒滿足如下公式：

108、q3+q壓+q吸＝q換熱3；

109、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

110、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

111、在低溫冷卻水回路中，淡水的能量守恒滿足如下公式：

112、q3＝q2。

113、進(jìn)一步地，所述熱管理系統(tǒng)運(yùn)行模式六時(shí)，燃料電池電堆和鋰電池需要加熱，艙內(nèi)冷凝器工作，散熱器、艙內(nèi)蒸發(fā)器、換熱器、低溫冷卻器不工作；高溫冷卻液此時(shí)比燃料電池電堆和鋰電池溫度高，高溫冷卻液通過(guò)高溫泵ⅰ驅(qū)動(dòng)進(jìn)入去離子器中去離子后，一部分通過(guò)三通閥ⅰ的一個(gè)出口直接流經(jīng)燃料電池電堆進(jìn)行加熱，另一部分通過(guò)三通閥ⅰ的另一個(gè)出口流經(jīng)鋰電池進(jìn)行加熱，隨后直接流回高溫泵ⅰ完成循環(huán)，低溫淡水被淡水泵從淡水水箱中抽出，流經(jīng)三通閥ⅱ直接流入船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，隨后在高溫多股流冷卻器中被冷媒吸收熱量冷卻，流回淡水水箱完成循環(huán)，在熱泵回路中的冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，在壓縮機(jī)中被壓縮成高溫高壓氣體，隨后流入船舶冷凝器中冷凝散熱，然后流回高溫多股流冷卻器完成循環(huán)；

114、在模式六的高溫冷卻液回路中，燃料電池電堆和鋰電池被高溫冷卻液加熱的總熱量q電池吸熱滿足如下公式：

115、q電池吸熱＝c燃m燃(t燃o(jì)ut-t燃in)+c鋰m鋰(t鋰out-t鋰in)；

116、在熱泵回路中，冷媒從高溫多股流冷卻器中吸收熱量變成氣態(tài)，吸收的熱量q3滿足如下公式：

117、q3＝c媒m媒(t媒out-t媒in)；

118、熱泵回路的能量守恒關(guān)系式如下：

119、q3+q壓＝q冷凝；

120、在低溫冷卻水回路中，船舶電機(jī)和船舶電控系統(tǒng)被低溫淡水冷卻的總熱量q2滿足如下公式：

121、q2＝c電機(jī)m電機(jī)(t電機(jī)in-t電機(jī)out)+c電控m電控(t電控in-t電控out)；

122、在低溫冷卻水回路中，淡水的能量守恒滿足如下公式：

123、q3＝q2。

124、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

125、1、本發(fā)明提供的氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)，對(duì)燃料電池電堆本身和船舶其它電機(jī)和鋰電池等進(jìn)行充分散熱，并保持燃料電池工作在最佳溫度范圍內(nèi)。

126、2、本發(fā)明提供的氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)，通過(guò)熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在不同的外界溫度下，對(duì)船艙內(nèi)進(jìn)行制冷和制熱。

127、3、本發(fā)明提供的氫能動(dòng)力船舶多模式全船熱管理系統(tǒng)，利用余熱回收裝置充分回收余熱并儲(chǔ)存，滿足生活區(qū)所需的熱量需求，充分利用余熱高效儲(chǔ)能，大幅度提高熱量利用率。

128、基于上述理由本發(fā)明可在工程熱物理等領(lǐng)域廣泛推廣。