[發(fā)明專利]燃料電池的冷卻方法、燃料電池散熱系統(tǒng)及車輛

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710993731.4
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109698368A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 柴結(jié)實;王宗田;廖建華;李玉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳曉輝

本發(fā)明涉及一種燃料電池的冷卻方法、燃料電池散熱系統(tǒng)及車輛。燃料電池系統(tǒng)的冷卻方法是在燃料電池散熱系統(tǒng)內(nèi)加注絕緣的制冷劑，所述制冷劑經(jīng)過燃料電池電堆時吸熱轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，所述制冷劑經(jīng)過散熱器時放熱轉(zhuǎn)換為液態(tài)，轉(zhuǎn)換為液態(tài)的制冷劑依靠輸送泵的輸送進入燃料電池電堆。用絕緣的制冷劑作為冷卻介質(zhì)替代傳統(tǒng)的水或者防凍液，可以很大程度解決燃料電池散熱系統(tǒng)的絕緣問題，提高安全性能；制冷劑經(jīng)過燃料電池電堆時吸熱轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，經(jīng)過散熱器時放熱轉(zhuǎn)換為液態(tài)，使燃料電池較為穩(wěn)定地保持在適宜的反應溫度，提高燃料電池的使用壽命，不需要水箱，可以解決水箱液位必須比散熱器和燃料電池高的問題，更符合整車需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃料電池的冷卻方法、燃料電池散熱系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)

燃料電池是一種將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，只需通入燃料和氧化劑就可以連續(xù)輸出電能，具有能量轉(zhuǎn)換率高、清潔環(huán)保和無需充電的優(yōu)點，燃料電池汽車因為其續(xù)航里程長、加氫時間短的特點，已經(jīng)成為新能源汽車發(fā)展的重要方向。

燃料電池的電效率一般為50%，說明每發(fā)出1KW的電就會產(chǎn)生1KW的熱，產(chǎn)生大量的熱必須通過冷卻液及時帶走，以使燃料電池內(nèi)部的溫度保持穩(wěn)定，否則會影響電化學的反應速率并影響燃料電池的壽命。燃料電池通過高壓線與DC/DC，動力電池箱等連接，整套系統(tǒng)的電壓平臺為數(shù)百伏，因此系統(tǒng)的絕緣是影響整車安全的一個重大因素，散熱器和管路在與冷卻液接觸過程中會不斷釋放離子，而冷卻液的導電率是影響整套系統(tǒng)絕緣的重要因素。

現(xiàn)有燃料電池冷卻液為去離子水或者乙二醇基的防凍液，公告號為CN204720509U，公告日為2015.10.21的中國實用新型專利公開了一種燃料電池的散熱系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的車輛，如圖1所示，該燃料電池的散熱系統(tǒng)包括連接在燃料電池電堆1冷卻水出口端和進口端之間的水箱2、水泵3、熱交換器7和連接管路4，水箱2用于連接在燃料電池電堆1冷卻水出口端，水泵3連接在水箱2的出口端，連接管路4上設有過濾器5和三通閥6，三通閥6的兩個出口端分別與熱交換器7的進、出口端連通，且熱交換器7的出口端還用于與燃料電池電堆1冷卻水入口段連通，熱交換器7處設置有散熱風扇8。該燃料電池散熱系統(tǒng)增加了過濾器5，保證冷卻水的純凈,電導率長期控制在較低的工作范圍。但是，冷卻水在流經(jīng)燃料電池電堆1時帶走大量的熱，并在散熱器中被冷卻，這個過程中冷卻水的溫度很難精確控制，燃料電池電堆1不容易保持在最適宜反應的溫度，降低燃料電池的使用壽命。同時，由于燃料電池電堆內(nèi)冷卻液無法充滿，會影響散熱性能，水箱里的液位必須高于燃料電池和散熱器芯體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池的冷卻方法，解決現(xiàn)有技術(shù)燃料電池的散熱系統(tǒng)中用水做冷卻介質(zhì)，流經(jīng)燃料電池電堆時，冷卻水的溫度很難精確把控，導致燃料電池電堆散熱不充分，不易保持在最適宜的反應溫度，燃料電池使用壽命低的問題；同時解決水箱里的液位必須高于燃料電池和散熱器芯體的問題和水會腐蝕管道和散熱器致使電導率上升產(chǎn)生安全隱患的問題；本發(fā)明的目的還在于提供一種燃料電池散熱系統(tǒng)；本發(fā)明的目的還在于提供一種車輛。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明燃料電池的冷卻方法的技術(shù)方案是：

技術(shù)方案1：燃料電池的冷卻方法是在燃料電池散熱系統(tǒng)內(nèi)加注絕緣的制冷劑，所述制冷劑經(jīng)過燃料電池電堆時吸熱轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，所述制冷劑經(jīng)過散熱器時放熱轉(zhuǎn)換為液態(tài)，轉(zhuǎn)換為液態(tài)的制冷劑依靠輸送泵的輸送進入燃料電池電堆。其有益效果是：用絕緣的制冷劑作為冷卻介質(zhì)替代傳統(tǒng)的水或者防凍液，可以很大程度解決燃料電池散熱系統(tǒng)的絕緣問題，提高安全性能；制冷劑經(jīng)過燃料電池電堆時吸熱轉(zhuǎn)換為氣態(tài)，經(jīng)過散熱器時放熱轉(zhuǎn)換為液態(tài)，使燃料電池較為穩(wěn)定地保持在適宜的反應溫度范圍內(nèi)，提高燃料電池的使用壽命，不需要水箱，可以解決水箱液位必須比散熱器和燃料電池高的問題，更符合整車需求。