[發(fā)明專利]帶蓄熱加熱功能的燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611122980.8
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106654322B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石海民;黃瑞;俞小莉;韓開韋
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04298;H01M8/04044
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種帶蓄熱加熱功能的燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的大循環(huán)水路系統(tǒng)、小循環(huán)水路系統(tǒng)的控制方法，所述的帶蓄熱加熱功能的燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括小循環(huán)水路系統(tǒng)、大循環(huán)水路系統(tǒng)、去離子水循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述小循環(huán)水路系統(tǒng)包括電子水泵（2）、電磁閥（6）、蓄熱器（7）、電子節(jié)溫器（8）、流量計（9）、壓力傳感器（10）、燃料電池（11）、溫度傳感器（12）和硬質(zhì)水管（13）；電磁閥（6）、蓄熱器（7）以并聯(lián)連接的方式設(shè)置在電子水泵（2）和電子節(jié)溫器（8）之間，電子節(jié)溫器（8）、流量計（9）、壓力傳感器（10）、燃料電池（11）、溫度傳感器（12）、電子水泵（2）順次連接構(gòu)成回路，回路中部件采用硬質(zhì)水管（13）連接；

所述的大循環(huán)水路系統(tǒng)包括電子水泵（2）、多風(fēng)扇冷卻模塊（5）、電子節(jié)溫器（8）、流量計（9）、壓力傳感器（10）、燃料電池（11）、溫度傳感器（12）和硬質(zhì)水管（13）；電子水泵（2）、多風(fēng)扇冷卻模塊（5）、電子節(jié)溫器（8）、流量計（9）、壓力傳感器（10）、燃料電池（11）、溫度傳感器（12）順次連接構(gòu)成回路，回路中部件采用硬質(zhì)水管（13）連接；

所述的去離子水循環(huán)系統(tǒng)包括膨脹水箱（1）、電子水泵（2）、多風(fēng)扇冷卻模塊（5）、離子交換器（3）和去離子循環(huán)系統(tǒng)用軟質(zhì)水管（4）；多風(fēng)扇冷卻模塊（5）和離子交換器（3）間的管路以及離子交換器（3）和膨脹水箱（1）間的管路采用軟質(zhì)水管（4）連接；

所述的控制系統(tǒng)分別與流量計（9）、壓力傳感器（10）、溫度傳感器（12）和蓄熱器（7）的溫度傳感器（705）、膨脹水箱（1）的液位傳感器（102）相連以檢測信號；所述的控制系統(tǒng)分別與電子水泵（2）、電子節(jié)溫器（8）、電磁閥（6）、多風(fēng)扇冷卻模塊（5）相連以輸出控制指令實現(xiàn)不同工況間的切換；

其特征在于：

B1：啟動電子水泵，使得管路水流量最大、入口壓力小于燃料電池（11）最高許用壓力；

B2：判斷燃料電池（11）出口溫度是否大于燃料電池（11）最佳溫度范圍下限值Tmin，

不大于則執(zhí)行B3，大于則執(zhí)行B4；

B3：調(diào)節(jié)電磁閥（6）的開度大小使得進(jìn)入燃料電池（11）的水流量最大、且入口壓力小于燃料電池（11）最高許用壓力，開始對燃料電池（11）加熱；加熱過程中，控制系統(tǒng)間隔1s執(zhí)行B2，一旦出口溫度大于Tmin，立即停止執(zhí)行B3，并立即執(zhí)行B4；

B4：啟動燃料電池堆（11）；

B5：判斷燃料電池（11）出口溫度T的變化范圍：當(dāng)T≤Tmin時，立即執(zhí)行B6；當(dāng)Tmin<T≤Tmax時，立即執(zhí)行B7；當(dāng)T>Tmax時，立即執(zhí)行B8，其中Tmax為燃料電池（11）最佳溫度范圍上限值；

B6：調(diào)節(jié)電磁閥（6）的開度大小使得進(jìn)入燃料電池（11）的水流量最大、且進(jìn)口壓力小于燃料電池（11）最高許用壓力，開始對燃料電池（11）加熱；加熱過程中，控制系統(tǒng)間隔1s執(zhí)行B5；

B7：電磁閥（6）全開，調(diào)節(jié)電子節(jié)溫器（8）的大小，以控制冷卻液流經(jīng)電磁閥（6）所在小循環(huán)水路系統(tǒng)和大循環(huán)水路系統(tǒng)中的水流量分配，進(jìn)而控制多風(fēng)扇冷卻模塊（5）通過自然對流所散出的熱量大小；控制系統(tǒng)間隔1s執(zhí)行B5；

B8：判斷相變材料溫度是否小于Ts；小于Ts時執(zhí)行B9，不小于時執(zhí)行B10；Ts是相變材料的相變溫度；

B9：關(guān)閉電子節(jié)溫器（8），調(diào)節(jié)電磁閥（6）使得進(jìn)入燃料電池（11）的水流量最大、且進(jìn)口壓力小于燃料電池（11）最高許用壓力，對蓄熱器（7）進(jìn)行蓄熱，同時完成對燃料電池（11）的散熱功能；在此過程中，控制系統(tǒng)間隔1s執(zhí)行B5，以判斷下一個執(zhí)行工況；

B10：電子節(jié)溫器（8）全開，使得冷卻液全部通過大循環(huán)水路系統(tǒng)，并依據(jù)出口水溫的大小調(diào)節(jié)電子風(fēng)扇（502）轉(zhuǎn)速大小，及時帶走燃料電池?zé)崃浚辉诖诉^程中，控制系統(tǒng)間隔1s執(zhí)行B5，以判斷下一個執(zhí)行工況。