[發(fā)明專利]具有多個(gè)燃料電池堆的燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011124958.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112693366A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈桑·費(fèi)爾哈特;拉維·戈帕爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B60L58/40
• 分類號(hào): B60L58/40;B60L58/33;B60L58/34;H01M8/04029;H01M8/04014;H01M8/04007
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠(chéng)

本公開提供“具有多個(gè)燃料電池堆的燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)”。一種車輛包括：第一燃料電池堆和第二燃料電池堆；第一冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第一燃料電池堆的導(dǎo)管；第二冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第二燃料電池堆的導(dǎo)管；加熱器，其與至少所述第一冷卻劑回路流體連通；以及隔離閥總成，其被配置為在所述第一冷卻劑回路與所述第二冷卻劑回路之間比例分配冷卻劑流。所述隔離閥總成包括閥。所述閥具有隔離位置，在所述隔離位置中，所述第一回路與所述第二回路被隔離。所述閥還具有至少一個(gè)混合位置，在所述混合位置中，所述第一回路和所述第二回路流體連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及具有多個(gè)燃料電池堆的車輛，并且更具體地，涉及用于對(duì)燃料電池堆進(jìn)行熱調(diào)節(jié)的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氫燃料電池并且特別地質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是用于汽車和固定式應(yīng)用的一種潛在電源。PEMFC中的反應(yīng)涉及氫分子在陽(yáng)極處分裂成氫離子和電子，而質(zhì)子與氧和電子在陰極處重新結(jié)合形成水并釋放熱量。通常，質(zhì)子交換膜在PEMFC中用作質(zhì)子導(dǎo)體。包含例如鉑和/或鉑合金的催化劑層用于催化電極反應(yīng)?？砂ㄎ⒖讓雍蜌怏w擴(kuò)散背襯層的氣體擴(kuò)散層用于傳輸反應(yīng)物氣體和電子以及去除產(chǎn)物水和熱量。

過冷或過熱的燃料電池溫度可能會(huì)影響堆中的隔膜和其他材料。燃料電池系統(tǒng)通常包括熱管理系統(tǒng)以將燃料電池堆的溫度控制在期望的溫度范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種車輛包括：第一燃料電池堆和第二燃料電池堆；第一冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第一燃料電池堆的導(dǎo)管；第二冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第二燃料電池堆的導(dǎo)管；加熱器，其與至少所述第一冷卻劑回路流體連通；以及隔離閥總成，其被配置為在所述第一冷卻劑回路與所述第二冷卻劑回路之間比例分配冷卻劑流。所述隔離閥總成包括連接到所述第一回路的所述導(dǎo)管的第一入口端口，連接到所述第一回路的所述導(dǎo)管的第一出口端口，連接到所述第二回路的所述導(dǎo)管的第二入口端口，連接到所述第二回路的所述導(dǎo)管的第二出口端口，以及閥。所述閥具有隔離位置，在所述隔離位置中，所述第一入口端口和所述第二出口端口不流體連通，并且所述第二入口端口和所述第一出口端口不流體連通，使得所述第一回路與所述第二回路被隔離。所述閥還具有至少一個(gè)混合位置，在所述至少一個(gè)混合位置中，所述第一入口端口和所述第二出口端口流體連通，并且所述第二入口端口和所述第一出口端口流體連通，使得所述第一回路和所述第二回路流體連通。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種車輛包括第一燃料電池堆和第二燃料電池堆以及熱管理系統(tǒng)。所述熱管理系統(tǒng)包括：第一冷卻劑回路，所述第一冷卻劑回路包括被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第一燃料電池堆、第一泵和第一散熱器的導(dǎo)管；第二冷卻劑回路，所述第二冷卻劑回路包括被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第二燃料電池堆、第二泵和第二散熱器的導(dǎo)管；以及第三冷卻劑回路，所述第三冷卻劑回路包括被布置成使冷卻劑循環(huán)通過加熱器、第三泵和加熱器芯體的導(dǎo)管。第一閥裝置被配置為將所述第三回路選擇性地連接到所述第一回路，并且被配置為將所述第三回路選擇性地連接到所述第二回路。第二閥裝置被配置為在所述第一冷卻劑回路和所述第二冷卻劑回路之間比例分配冷卻劑流。

根據(jù)又另一個(gè)實(shí)施例，一種車輛包括：第一燃料電池堆和第二燃料電池堆；第一冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第一燃料電池堆的導(dǎo)管；第二冷卻劑回路，其具有被布置成使冷卻劑循環(huán)通過所述第二燃料電池堆的導(dǎo)管；以及加熱器，其與至少所述第一冷卻劑回路流體連通。閥裝置被配置為在所述第一冷卻劑回路和所述第二冷卻劑回路之間比例分配冷卻劑流。所述閥裝置包括隔離位置和至少一個(gè)混合位置，在所述隔離位置中，所述第一回路和所述第二回路不流體連通，在所述至少一個(gè)混合位置中，所述第一回路和所述第二回路流體連通?？刂破鞅痪幊虨轫憫?yīng)于所述第一回路的冷卻劑小于第一閾值，將所述隔離閥總成命令到所述隔離位置并命令所述加熱器開啟，并且響應(yīng)于所述第一回路的冷卻劑超過第二閾值，將所述隔離閥總成命令到所述至少一個(gè)混合位置并命令所述加熱器關(guān)閉。

附圖說明

圖1是燃料電池車輛的示意圖。