[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)及其溫度控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110235581.7
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113013442B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師燕燕;孫亮;李驍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢眾宇動力系統(tǒng)科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04746
• 代理公司: 上海聯(lián)益知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31427
• 代理人: 尹飛宇

一種循環(huán)冷卻系統(tǒng)，用于控制燃料電池的溫度，循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括第一循環(huán)回路、第二循環(huán)回路、第三循環(huán)回路、第一熱交換裝置與第二熱交換裝置。第一循環(huán)回路連通于燃料電池，第一循環(huán)回路通過其內(nèi)填充的液體以控制燃料電池的溫度；第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路內(nèi)亦填充液體；第一熱交換裝置設(shè)置于第一循環(huán)回路與第二循環(huán)回路之間，用于交換第一循環(huán)回路與第二循環(huán)回路的熱量；第二熱交換裝置設(shè)置于第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路之間，用于交換第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路的熱量。借此，本發(fā)明之循環(huán)冷卻系統(tǒng)可以精準(zhǔn)控制調(diào)節(jié)燃料電池的工作溫度，保證燃料電池的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)的溫度控制方法。

背景技術(shù)

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效率低污染發(fā)電裝置，其不需要經(jīng)過燃燒過程。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。

具體而言，燃料電池能夠在沒有轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的中間步驟的情況下通過基于燃料和氧化劑的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)直接產(chǎn)生電能。此電化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此，會使得燃料電池溫度升高。為了保護(hù)燃料電池的各個(gè)組件，保證燃料電池的工作效率，由電化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量必須被耗散。并且，燃料電池還應(yīng)控制在一定溫度范圍內(nèi)工作(例如70℃～80℃之間)，保證燃料電池的工作效率與穩(wěn)定性。

目前，是借助于燃料電池中流過的熱傳導(dǎo)流體的單一循環(huán)回路來吸收熱量，并控制燃料電池的工作溫度，后續(xù)再將吸收的熱量耗散到環(huán)境空氣中。此種控溫方式無法精準(zhǔn)控制燃料電池的工作溫度，影響燃料電池的工作效率。此外，循環(huán)回路的溫度波動過于依賴外界壞境空氣溫度，導(dǎo)致循環(huán)回路的溫差過大，也就是燃料電池的循環(huán)水溫度受外循環(huán)水影響較大，會影響燃料電池的工作效率。

因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)的溫度控制方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢在于提供一種燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)的溫度控制方法，其可以精準(zhǔn)控制燃料電池的工作溫度，保證燃料電池的工作性能。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢在于提供一種燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)的溫度控制方法，其可以改善循環(huán)回路中的循環(huán)水溫度波動受外循環(huán)水影響較大的問題。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢在于提供一種燃料電池系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)以及循環(huán)冷卻系統(tǒng)的溫度控制方法，其可以將燃料電池循環(huán)水的溫度差控制在±1℃以內(nèi)波動，保證燃料電池的工作性能。

為達(dá)所述優(yōu)點(diǎn)至少其中之一或其他優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種循環(huán)冷卻系統(tǒng)，用于控制燃料電池的工作溫度。此循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括第一循環(huán)回路、第二循環(huán)回路、第三循環(huán)回路、第一熱交換裝置與第二熱交換裝置。

第一循環(huán)回路連通于燃料電池，并通過其內(nèi)填充的液體以控制燃料電池的溫度。第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路內(nèi)亦填充有液體。第一熱交換裝置設(shè)置于第一循環(huán)回路與第二循環(huán)回路之間，其用于交換第一循環(huán)回路與第二循環(huán)回路的熱量。第二熱交換裝置設(shè)置于第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路之間，其用于交換第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路的熱量。

在一些實(shí)施例中，第一循環(huán)回路上設(shè)置有一第一溫度傳感器、一第二溫度傳感器、一第一水泵與一第一流量傳感器，第一溫度傳感器用于監(jiān)測第一循環(huán)回路連通燃料電池的出口處的溫度，第二溫度傳感器用于監(jiān)測第一循環(huán)回路連通燃料電池的入口處的溫度，第一水泵用于調(diào)節(jié)第一循環(huán)回路內(nèi)的液體流量，第一流量傳感器用于監(jiān)測第一循環(huán)回路內(nèi)的液體流量。第二循環(huán)回路上設(shè)置有一第三溫度傳感器、一第四溫度傳感器、一第二水泵與一第二流量傳感器，第三溫度傳感器用于監(jiān)測第二循環(huán)回路連通第一熱交換裝置的入口處的溫度，第四溫度傳感器用于監(jiān)測第二循環(huán)回路連通第一熱交換裝置的出口處的溫度，第二水泵用于調(diào)節(jié)第二循環(huán)回路內(nèi)的液體流量，第二流量傳感器用于監(jiān)測第二循環(huán)回路內(nèi)的液體流量。