[發(fā)明專利]一種在線去除燃料電池冷卻劑離子的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107146901A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周江東;陳忠民;朱海霞
• 申請（專利權(quán)）人: 南通百應(yīng)能源有限公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/04791;H01M8/04119
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在線去除燃料電池冷卻劑離子的系統(tǒng)及方法，用于在線去除燃料電池冷卻劑中的離子。

背景技術(shù)

燃料電池是一種通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高、低噪聲、零排放等優(yōu)點，這是傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電裝置所不具備的。

為了獲得較高的電壓輸出，燃料電池通常會由幾十組單電池到幾百組單電池串聯(lián)工作，端電壓高達200V-400V。由于燃料電池工作時會產(chǎn)生熱，對于功率密度較高的電池組通常采用冷卻液循環(huán)散熱，常用的冷卻劑有去離子水或去離子水與乙二醇的混合液。發(fā)電過程中這些冷卻劑串聯(lián)的通過各個電池組，這需要冷卻液有足夠的的絕緣性，避免電池能量內(nèi)耗。由于去離子水或去離子水與乙二醇的混合液在使用過程中會接觸金屬零件冷卻劑很容易會產(chǎn)生離子，50％的去離子水與50％乙二醇混合液40個小時后電阻率將至0.2MΩ*cm。

當電阻率低于0.2MΩ*cm時，系統(tǒng)就應(yīng)該進行消除離子，避免系統(tǒng)內(nèi)耗。一般的去離子方法簡單更換冷卻液，不環(huán)保成本也高。本發(fā)明為在線式自動去離子裝置，隨時去除冷卻劑導(dǎo)電離子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在線去除燃料電池冷卻劑離子的系統(tǒng)及方法，解決燃料電池工作中產(chǎn)生的各種導(dǎo)電離子，提高電堆發(fā)電效率，增強電堆的絕緣能力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種在線去除燃料電池冷卻劑離子的系統(tǒng)，包括電堆、電導(dǎo)傳感器、燃料電池冷卻水泵、旁路電磁閥、旁路冷卻器、去離子樹脂床和燃料電池散熱器，所述電導(dǎo)傳感器設(shè)置在所述電堆的正極一側(cè)，所述電導(dǎo)傳感器的輸出端與所述燃料電池冷卻水泵的輸入端連接，所述燃料電池冷卻水泵的輸出端連接有兩條支路，所述兩條支路并聯(lián)，一條連接旁路電磁閥，另一條連接燃料電池散熱器，所述旁路電磁閥的輸出端與所述旁路冷卻器的輸入端連接，所述旁路冷卻器輸出端與所述去離子樹脂床連接，所述去離子樹脂床的輸出端與所述電堆的負極連接，所述燃料電池散熱器的輸出端與所述電堆的負極連接。

進一步地，所述電導(dǎo)傳感器檢測到冷卻劑電阻率小于0.2MΩ*cm時，冷卻劑進入旁路電磁閥，所述電導(dǎo)傳感器檢測到冷卻劑電阻率大于0.5MΩ*cm時，冷卻劑進入燃料電池散熱器。

具體地，所述冷卻劑為去離子水或去離子水與乙二醇的混合液。

一種在線去除燃料電池冷卻劑離子的方法，方法如下：

在電堆上設(shè)置電導(dǎo)傳感器，用于檢測冷卻劑電阻率；

當電導(dǎo)傳感器檢測到冷卻劑電阻率小于0.2MΩ*cm時，開通旁路電磁閥，冷卻劑進入旁路電磁閥；

電導(dǎo)傳感器檢測到冷卻劑電阻率大于0.5MΩ*cm時，關(guān)閉旁路電磁閥，冷卻劑進入燃料電池散熱器，然后回到電堆；

冷卻劑進入旁路電磁閥后，進入旁路冷卻器進行冷卻，冷卻后的冷卻劑進入去離子樹脂床進行去離子，然后回到電堆。

進一步地，所述電導(dǎo)傳感器設(shè)置在所述電堆的正極一側(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在線去離子系統(tǒng)及方法節(jié)能環(huán)保，投入成本低，通過設(shè)置電導(dǎo)傳感器用于檢測冷卻劑的電阻率，在線及時對電堆系統(tǒng)進行去離子，有效地解決了燃料電池工作中產(chǎn)生的各種導(dǎo)電離子，避免系統(tǒng)內(nèi)耗，提高了電堆發(fā)電效率，增強了電堆的絕緣能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1是本發(fā)明在線去離子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-電堆，2-去離子樹脂床，3-燃料電池散熱器，4-旁路冷卻器，5-旁路電磁閥，6-燃料電池冷卻水泵，7-電導(dǎo)傳感器。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。