[發明專利]一種高溫質子交換膜燃料電池系統熱管理方法

有效

• 申請號: 200910248839.6
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN102110827A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 李曉錦;柯長春;洪有陸;邵志剛;衣寶廉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳;周秀梅

1.一種高溫質子交換膜燃料電池系統熱管理方法，

所述燃料電池系統包括電堆或燃料電池(1)、以及冷卻介質循環子系統，其特征在于：

所述冷卻介質循環子系統包括換熱器(3)、循環液儲箱(4)和循環泵(5)；循環泵(5)的入口通過管路與循環液儲箱(4)的出口相連，循環泵(5)的出口通過管路與電堆或燃料電池(1)冷卻腔入口相連，換熱器(3)的高溫介質入口通過管路與電堆或燃料電池(1)冷卻腔出口相連，換熱器(3)的高溫介質出口通過管路與循環液儲箱(4)相連；在換熱器(3)的低溫介質入口通入低溫介質，并由低溫介質出口流出；

所述循環液儲箱(4)充有冷卻介質作為循環液，所述循環液為沸點高于電堆或燃料電池操作溫度的液體，所述電堆或燃料電池操作溫度為100-200℃。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在電堆或燃料電池(1)冷卻腔出口管路上設置有溫度傳感器(2)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述循環液為體積濃度75-100％的乙二醇水溶液、硅油、甘油或導熱油。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述換熱器(3)可采用設置于循環液儲箱(4)內的散熱器替代，此時電堆或燃料電池(1)冷卻腔出口相連通過管路與循環液儲箱(4)直接相連，在散熱器內通入起冷卻作用的低溫介質。

5.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于：于所述換熱器(3)或散熱器上的低溫介質入口管路上設置有電磁閥，電堆或燃料電池(1)正常運行時通過電磁閥控制換熱器的工作狀態，即當電堆或燃料電池(1)溫度高于設定的電堆或燃料電池(1)操作溫度時才開啟電磁閥向換熱器(3)或散熱器內通入低溫介質給循環液降溫，使換熱器(3)或散熱器發揮冷卻作用，當電堆或燃料電池(1)溫度低于或等于設定的電堆或燃料電池(1)操作溫度時關閉電磁閥。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：當電堆或燃料電池(1)停車前，開啟電磁閥向換熱器(3)或散熱器內通入低溫介質給循環液降溫，使換熱器(3)或散熱器發揮冷卻作用，進而給電堆或燃料電池(1)降溫，當電堆或燃料電池(1)溫度低于或等于60℃后停車。

7.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于：于循環液儲箱(4)上設置有加熱器，當電堆或燃料電池(1)啟動時，加熱器加熱循環液儲箱(4)內的循環液，加熱后的循環液通過循環泵(5)進入電池，給電堆或燃料電池加熱至操作溫度，加速電堆或燃料電池的開啟過程。