[發明專利]燃料電池冷卻系統及其排氣控制方法

在審

• 申請號: 202011488340.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN114639844A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 何成;初洪超;劉慧
• 申請（專利權）人: 寶能汽車集團有限公司
• 主分類號: H01M8/04044
• 分類號: H01M8/04044;H01M8/04992;H01M8/04029
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張文姣

本發明公開了一種燃料電池冷卻系統及其排氣控制方法，所述燃料電池冷卻系統包括：電堆，電堆具有進液口和出液口；冷卻管路，冷卻管路分別與進液口和出液口相連；驅動泵，驅動泵設于冷卻管路；主散熱器，主散熱器設于冷卻管路；第一支路，第一支路的入口端與驅動泵的出口端相連且出口端與驅動泵的進口端相連，離子交換器，離子交換器設于第一支路；膨脹水箱，膨脹水箱設于第一支路；第一壓力檢測裝置，第一壓力檢測裝置設于冷卻管路；控制裝置，控制裝置分別與驅動泵和第一壓力檢測裝置通訊連接，控制裝置根據第一壓力檢測裝置的檢測結果控制驅動泵的工作狀態以排除冷卻管路中的空氣。根據本發明的燃料電池冷卻系統，可以提高電堆的熱穩定性。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其是涉及一種燃料電池冷卻系統及其排氣控制方法。

背景技術

相關技術中指出，在燃料電池系統中，電堆往往由多個單電池串聯層疊組合而成，當電堆工作時，氫氣與氧氣分別在各個單電池內部發生電化學反應。由于電堆在反應過程中產生的熱量較大，為使各單片電池的溫度保持同一水平，避免出現局部熱點，使電堆損壞，電堆出入口溫差需保持在較小范圍內?；谏鲜鲭姸焉嵋?，燃料電池熱管理管路系統往往較為復雜，冷卻液中會混合較多空氣，空氣的存在會使冷卻液帶走熱量的能力降低，因此要保證良好的散熱效果往往需盡量排盡冷卻回路中的空氣。

通常，在試驗臺架上為排冷卻回路中的空氣，一般會在電堆出水口處設置一段透明的硅膠軟管，通過人工手動擠壓的方式排除冷卻回路中的空氣，對排氣效果的檢測則通過觀察透明硅膠管冷卻液中攜帶的氣泡量來判斷。這種方式往往存在較大人為偶然誤差，不便于定量分析，同時當燃料電池系統搭載上車時，電堆出口處透明硅膠管需替換成車規級黑色硅膠管，人工不能在進行肉眼觀測，對冷卻回路的排氣狀態無從判斷。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明在于提出一種燃料電池冷卻系統，所述燃料電池冷卻系統可以提高電堆的熱穩定性。

本發明還提出一種燃料電池冷卻系統排氣控制方法。

根據本發明第一方面的燃料電池冷卻系統，包括：電堆，所述電堆具有進液口和出液口；冷卻管路，所述冷卻管路分別與所述進液口和所述出液口相連；驅動泵，所述驅動泵設于所述冷卻管路；主散熱器，所述主散熱器設于所述冷卻管路；第一支路，所述第一支路的入口端與所述驅動泵的出口端相連，所述第一支路的出口端與所述驅動泵的進口端相連；離子交換器，所述離子交換器設于所述第一支路；膨脹水箱，所述膨脹水箱設于所述第一支路；第一壓力檢測裝置，所述第一壓力檢測裝置設于所述冷卻管路；控制裝置，所述控制裝置分別與所述驅動泵和所述第一壓力檢測裝置相連，所述控制裝置根據所述第一壓力檢測裝置的檢測結果控制所述驅動泵的工作狀態以排出所述冷卻管路中的空氣。

根據本發明的燃料電池冷卻系統，通過在冷卻管路上設置第一壓力檢測裝置，將第一壓力檢測裝置與控制裝置相連，并將第一控制裝置設置成根據第一壓力檢測裝置的檢測結果控制驅動泵的工作狀態以排除冷卻管路中的空氣，這樣，當冷卻液中存在較多空氣影響冷卻液對電堆的冷卻效果時，控制裝置可以控制改變驅動泵的轉速，通過使冷卻管路中的冷卻液流速發生急劇變動，來擠壓排空內部的空氣，提高冷卻液的冷卻效果，進而提高電堆的熱穩定性，同時省去人工手動干預燃料電池冷卻系統排氣，提高排氣效率。

根據本發明的一些實施例，所述燃料電池冷卻系統還包括：排氣支路，所述排氣支路的一端與所述冷卻支路的鄰近所述進液口處相連且另一端與所述膨脹水箱相連。

根據本發明的一些實施例，第一壓力檢測裝置設于所述冷卻管路的液壓等效高位處。

根據本發明的一些實施例，所述控制裝置被構造為根據所述第一壓力檢測裝置的檢測結果調節所述驅動泵的轉速。

根據本發明的一些實施例，所述燃料電池冷卻系統還包括：第二壓力檢測裝置，所述第二壓力檢測裝置設于所述冷卻管路的鄰近所述進液口處，所述第二壓力檢測裝置與所述控制裝置相連。