[實用新型]氫燃料電池的熱管理系統及控制管路

有效

• 申請號: 201721001458.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN207398272U
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 王欽普;陳波;宋忠凱;王波;國立智;郭楊
• 申請（專利權）人: 中通客車控股股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/04701;B60L11/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本實用新型公開了一種氫燃料電池的熱管理系統和控制管路，所述系統包括：氫燃料電池控制單元、氫燃料電池、溫度傳感器、水泵、兩個三通電磁閥、散熱器、加熱裝置；所述氫燃料電池控制單元通過控制三通電磁閥的通斷及水泵的開啟來控制管路中水路的通斷與走向，并根據溫度選擇散熱器及加熱裝置啟停對系統實現加熱、散熱與保溫；本實用新型根據水溫進行調控，保證氫燃料電池始終在適宜的環境工作，提高了氫燃料電池的工作效率及使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及電池技術領域，尤其涉及一種氫燃料電池的熱管理系統及控制管路。

背景技術

2016年10月發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》，將燃料電池技術明確列為未來幾年新能源客車及核心部件配套行業熱點技術之一；2016年11月29日，國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，提出燃料電池汽車要“產業化”，到2020年要實現燃料電池車批量生產和規模化示范應用；《中國制造2025》戰略規劃中要求到2025年燃料電池汽車年產銷10萬量；大中型燃料電池客車每輛補貼50萬。實施燃料電池客車戰略是國家重大戰略需求。不同于傳統電池，作為一種儲能裝置，燃料電池是一種通過化學反應將化學能轉為電能的能量轉換裝置。燃料電池作為一種新型能源，因其高效率、低污染的性能得到越來越多的推廣應用。

氫燃料電池汽車因其具有常規車的高續駛里程又具有純電動客車的低污染性已經得到了各個廠家的爭相研發。但因環境溫度變化對于氫燃料電池的輸出電壓及其壽命影響較大：當溫度過高時會造成電解液蒸發及催化劑結晶等問題，溫度過低則會造成化學反應速率降低及輸出電壓過低；所以為保證其工作性能及壽命就必須要求氫燃料電池的工作環境溫度適宜。氫燃料電池需要去離子水或乙二醇水溶液進行加熱或降溫，而去離子水或乙二醇水溶液電導率過高會降低氫燃料電池內部離子反應速率，從而影響燃料電池的工作效率。

因此，如何對氫燃料電池的工作環境進行合理控制，保證燃料電池的工作效率和工作壽命，是本領域技術人員目前仍需解決的技術問題。

實用新型內容

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種氫燃料電池的熱管理系統、方法和控制管路，通過溫度傳感器感測溫度，由氫燃料電池控制單元判斷氫燃料電池是否處于適宜工作溫度，通過開啟水泵、控制兩個三通電磁閥的通斷和散熱器、加熱裝置的啟停，對氫燃料電池溫度實現加熱、冷卻和保溫，使得氫燃料電池處于合適的工作環境，提高了氫燃料電池的效率，避免了電解液蒸發及催化劑結晶等影響氫燃料電池壽命的問題。

本實用新型采用如下技術方案：一種氫燃料電池的熱管理系統的控制管路，包括：散熱裝置(1)、第一三通電磁閥(3)、水泵(7)、第二三通電磁閥(8)、加熱裝置(9)；所述散熱裝置(1)出水口與氫燃料電池(5)進水口連接；所述氫燃料電池(5)出水口依次連接水泵(7)和加熱裝置(9)；所述水泵(7)和加熱裝置(9)之間的連接管路上安裝有第二三通電磁閥(8)，第二三通電磁閥(8)為三通電磁閥，所述第二三通電磁閥(8)的第三個接口與散熱裝置(1)的進水口連接；所述散熱裝置(1)和氫燃料電池(5)之間的連接管路上安裝有第一三通電磁閥(3)，為三通電磁閥，所述第一三通電磁閥(3)的第三個接口連接在第二三通電磁閥(8)與散熱裝置(1)之間的管路上；所述加熱裝置(9)的另一端連接在所述第一三通電磁閥(3)和氫燃料電池(5)之間的管路上；其中，所述第一三通電磁閥(3)和第二三通電磁閥(8)用于管路中液體的走向控制。

進一步地，還包括膨脹水箱(10)，所述膨脹水箱(10)通過排空管(21)與散熱裝置(1) 連接，用于管路中蒸汽的排出。

進一步地，所述氫燃料電池(5)和水泵(7)之間的連接管路上安裝有三通鋼管(6)，并與所述膨脹水箱(10)連接，用于膨脹水箱(10)給系統加去離子水或乙二醇水溶液。

進一步地，所述散熱裝置(1)和第一三通電磁閥(3)之間的連接管路上還安裝有去離子器(2)。