[發明專利]氫燃料電池散熱系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011560769.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112687908B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 袁俊
• 申請（專利權）人: 上海漢測智能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04537;H01M8/04701;H01M8/04746;H01M8/04992
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 謝緒寧;薛赟

本發明公開一種氫燃料電池散熱系統及控制方法，涉及氫燃料電池測試裝置技術領域，所述系統包括溫度監測組件，用于檢測并輸出實時溫度信號；電能信號分析組件，采集電池本體的實時輸出電能數據，并基于設定算法，生成并輸出電能分析信號；散熱組件，包括設于電池本體上或設于環境艙中的傳熱組件以及制冷器；控制組件，基于實時溫度信號以及電能分析信號，控制制冷器的制冷功率和/或傳熱組件的傳熱效率，通過檢測氫燃料電池輸出的電能特性，預估氫燃料電池在未來設定時間內產生的熱量，結合當前的實時溫度控制散熱組件的動作，可以使得氫燃料電池的熱量得到快速準確的散除，確保氫燃料電池本身及周圍環境的溫度都能維持在安全的設定的范圍。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池測試裝置技術領域，更具體地說，它涉及一種氫燃料電池散熱系統及控制方法。

背景技術

隨著化石能源的枯竭以及環境保護觀念的不斷普及，各大汽車廠商均在努力尋求燃油動力以外的汽車動力解決方案，氫能源汽車應運而生。氫能源汽車的核心部件為氫燃料電池。氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置，其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極，生成電能，整個過程中不產生其他有害物質，只產生水和熱量。由于氫燃料電池是近年興起的新技術，因此對新設計的氫燃料電池都需要做全面的測試及檢驗。

目前，氫燃料電池的測試通常是在環境艙中進行的，環境艙內部的溫度等條件根據國家相關測試標準設定。在測試過程中，氫燃料電池會產生大量的熱能，上述熱能需要及時地排出到環境艙外部，避免氫燃料電池熱量聚集而引發安全事故。如何高效便捷地將測試中的氫燃料電池產生的熱量散除是當前亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中氫燃料電池測試時會產生大量熱量聚集在氫燃料電池上，容易產生安全事故這一問題，本申請目的一在于提出一種氫燃料電池散熱系統，其通過對氫燃料電池電堆溫度的實時檢測，以及對氫燃料電池輸出電能特性的分析，實時調整散熱系統中散熱部件的散熱功率，確保氫燃料電池本身及周圍環境的溫度都能維持在安全的設定的范圍。基于上述氫燃料電池散熱系統，本申請目的二在于提出一種氫燃料電池散熱控制方法，結合溫度檢測信號以及電能特性分析，控制散熱系統中各散熱部件的動作，實現高效穩定且精準的散熱效果，具體方案如下。

一種氫燃料電池散熱系統，包括：

溫度監測組件，設于電池本體或環境艙中的設定位置，用于檢測并輸出實時溫度信號；

電能信號分析組件，與電池本體的電能輸出端電性連接，采集電池本體的實時輸出電能數據，并基于設定算法，生成并輸出電能分析信號；

散熱組件，包括設于電池本體上或設于環境艙中的傳熱組件，以及與所述傳熱組件熱傳導連接的制冷器；

控制組件，配置為與所述溫度監測組件、電能信號分析組件信號連接，且與所述制冷器和/或傳熱組件控制連接，基于所述實時溫度信號以及電能分析信號，控制所述制冷器的制冷功率和/或傳熱組件的傳熱效率。

通過上述技術方案，打破了現有技術中以固定的散熱功率對氫燃料電池熱量進行散熱的模式，根據電池本體的實時溫度以及氫燃料電池實時輸出的電功率做出溫度控制響應，不僅能夠響應于當前時刻的電池溫度對散熱組件加以控制，同時還能夠根據電池本體輸出的電能特性情況對未來設定時刻氫燃料電池溫度可能發生的變化加以響應，如此使得散熱組件能夠更好的散除氫燃料電池測試過程中產生的熱量，保證整個測試過程的安全進行。

進一步的，所述溫度監測組件包括設置于電池本體上的第一溫度傳感器、設置于環境艙中的紅外測溫傳感器、以及與所述第一溫度傳感器和紅外測溫傳感器信號連接的數據轉換器，所述數據轉換器接收第一溫度傳感器以及紅外測溫傳感器輸出的檢測信號，將其轉化為設定的數據格式后輸出。

通過上述技術方案，可以準確有效的測定出氫燃料電池整體或局部的溫度，并輸出相應的實時溫度信號。