[發明專利]一種燃料電池熱管理系統及方法

有效

• 申請號: 201911040443.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110828865B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 韓俊楠;劉江唯;劉爽;柳國立;張正興;張克金;李洋;王峰;馬文舉;陳瑞平
• 申請（專利權）人: 一汽解放汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/04746;H01M8/04858;H01M8/04992
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 林波

本發明公開一種燃料電池熱管理系統及方法，屬于新能源電池技術領域。所述燃料電池熱管理系統包括流體驅動裝置、流量控制裝置和電導率測量裝置，由流體驅動裝置輸送的冷卻液流經第一支路和第二支路后，匯聚并流經燃料電池電堆，并回流至流體驅動裝置，第一支路上設有去離子器，流量控制裝置被配置為調節冷卻液分別流經第一支路和第二支路的流量，電導率測量裝置被配置為測量冷卻液的電導率。本發明電導率測量裝置實時測量冷卻液的電導率，以隨時調節流量控制裝置的開度，控制流經第一主路的冷卻液的流量，即控制經去離子化處理的冷卻液的占比，進而調節整個系統的冷卻液的電導率，保證燃料電池電堆內反應的安全性。

技術領域

本發明涉及新能源電池技術領域，尤其涉及一種燃料電池熱管理系統及方法。

背景技術

燃料電池具有無污染、功率密度大、冷啟動性能好等優點，被視為商用車傳統動力的重要替代方案，也被傳統內燃機行業視為技術轉型的重點方向。

燃料電池在冷啟動過程中，需要熱管理系統對其內的電堆進行加熱，以保證電堆的正常工作。冷卻液是熱管理系統的主要工作介質，冷卻液通過在電堆內流動實現熱能傳導。由于燃料電池的電堆一直在進行電化學反應，因此從電堆安全角度出發，需要冷卻液具有極低的電導率特性。

現有為滿足燃料電池冷卻液低電導率特性的要求，會在熱管理系統內額外增加去離子器，一般是將去離子器并聯在熱管理系統內，部分或全部冷卻液流經去離子器，以實現去離子功能。上述做法的主要缺點是：無法按照實時工況，動態合理控制冷卻液離子濃度，進而不能保證電堆的安全性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃料電池熱管理系統及方法，能夠實時調整冷卻液的離子濃度，進而控制系統冷區液的電導率，保證燃料電池的安全。

一種燃料電池熱管理系統，包括流體驅動裝置、流量控制裝置和電導率測量裝置，由所述流體驅動裝置輸送的冷卻液流經第一支路和第二支路后，匯聚并流經燃料電池電堆，并回流至所述流體驅動裝置，所述第一支路上設有去離子器，所述流量控制裝置被配置為調節所述冷卻液分別流經所述第一支路和所述第二支路的流量，所述電導率測量裝置被配置為測量所述冷卻液的電導率。

進一步地，還包括報警裝置，所述報警裝置被配置為當所述流量控制裝置控制所述第一支路的流量達到設定最大流量值并持續設定時間后，所述冷卻液的電導率仍大于設定值時，所述報警裝置發出報警信號，以提示更換所述去離子器。

進一步地，還包括控制器，所述控制器被配置為當所述冷卻液的電導率超過第一閾值時，所述控制器限制所述燃料電池的功率輸出，所述燃料電池輸出第一故障碼。

進一步地，還包括控制器，所述控制器被配置為當所述冷卻液的電導率的增加速率超過第二閾值時，所述控制器限制所述燃料電池的功率輸出，所述燃料電池輸出第一故障碼。

進一步地，所述電導率測量裝置被配置為故障時，輸出第二故障碼。

進一步地，所述電導率測量裝置設于所述燃料電池電堆的上游，并設于所述第一支路和所述第二支路的下游；

或所述電導率測量裝置設于所述燃料電池電堆的下游，并設于流體驅動裝置的上游。

進一步地，所述流體驅動裝置為水泵。

進一步地，所述流量控制裝置為電控閥。

進一步地，所述電導率測量裝置為電導率傳感器。

一種燃料電池熱管理方法，采用如上所述的燃料電池熱管理系統，包括如下步驟：

S1、實時測量冷卻液的電導率；

S2、判斷電導率是否低于第一設定值，若是，則跳轉至S3；若否，則跳轉至S4；

S3、控制流量控制裝置的開度，以減少第一支路的流量，并跳轉至S8；