[發(fā)明專(zhuān)利]提高燃料電池散熱能力的方法、裝置及燃料電池冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110484545.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112993322B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張傳龍;張超;劉楠楠;戰(zhàn)東紅;朱洪超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司;濰柴新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04029
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04992
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 王志紅

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高燃料電池散熱能力的方法、裝置及燃料電池冷卻系統(tǒng)，該提高燃料電池散熱能力的方法，包括：獲取冷卻管道內(nèi)冷卻液的當(dāng)前折射率；根據(jù)當(dāng)前折射率獲得當(dāng)前冰點(diǎn)值；根據(jù)當(dāng)前冰點(diǎn)值控制儀表顯示信息；根據(jù)當(dāng)前冰點(diǎn)值控制散熱器的開(kāi)度增大或減小，直至當(dāng)前冰點(diǎn)值落入預(yù)設(shè)冰點(diǎn)閾值內(nèi)。本發(fā)明的提高燃料電池散熱能力的方法中，根據(jù)當(dāng)前冰點(diǎn)值顯示信息，同時(shí)控制散熱器的開(kāi)度，根據(jù)信息可以對(duì)人員提供下一步的操作指導(dǎo)，無(wú)需一直加注冷卻液能夠一定程度降低運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)控制散熱器開(kāi)度能夠提高燃料電池的散熱能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高燃料電池散熱能力的方法、裝置及燃料電池冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前燃料電池公交車(chē)快速發(fā)展，各地區(qū)氫燃料電池公交車(chē)遍地開(kāi)花。

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)中的雙極板要求低的腐蝕速率才能夠延長(zhǎng)電堆的使用壽命，因此氫燃料電池冷卻系統(tǒng)對(duì)冷卻介質(zhì)要求極高，需使用專(zhuān)門(mén)的低電導(dǎo)率的冷卻液，由于普通冷卻液電導(dǎo)率2000μS/cm，無(wú)法滿(mǎn)足燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。與傳統(tǒng)動(dòng)力相比，氫燃料電池適宜工作溫度為70-80℃，工作中由于歐姆電阻、產(chǎn)生的水蒸氣冷凝放熱、電化學(xué)反應(yīng)的焓變（通過(guò)雙極板進(jìn)行熱交換），熱量中的80%-90%產(chǎn)生于陰極側(cè)催化劑層，約有95%依賴(lài)于冷卻液帶走。冷卻液在電池組內(nèi)部雙極板的孔道中循環(huán)，帶走產(chǎn)生的熱量，因此兩者的兼容性十分重要。燃料電池冷卻液使用不當(dāng)，會(huì)對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不可修復(fù)的損傷，最明顯的現(xiàn)象是電導(dǎo)率急劇上升，導(dǎo)致燃料電池報(bào)絕緣故障，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致燃料電池壽命受損，功率衰減，無(wú)法滿(mǎn)足車(chē)輛的正常運(yùn)營(yíng)。

隨機(jī)抽取濰坊30輛氫燃料電池車(chē)1年的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。氫燃料電池冷卻液消耗量約50升/月，而當(dāng)前冷卻液市場(chǎng)價(jià)約100元/升（被國(guó)外產(chǎn)品壟斷），30輛車(chē)僅冷卻液年消耗費(fèi)用約6萬(wàn)元/年。據(jù)此推算200輛車(chē)輛冷卻液年消耗量約40萬(wàn)元/年，運(yùn)營(yíng)成本昂貴。另外冷卻液消耗后通過(guò)一直加注冷卻液，長(zhǎng)時(shí)間后，冷卻液中的防凍劑濃度不斷升高，粘度增大（前期已做過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)冷卻液損失掉的物質(zhì)為水），產(chǎn)生的后果：1、冷卻液系統(tǒng)中粘度增大，改變比熱容值，導(dǎo)致原散熱匹配最佳狀態(tài)改變；2、長(zhǎng)期加注冷卻液，成本昂貴。

綜上所述，現(xiàn)有的燃料電池散熱使用大量冷卻液、成本高，且長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)入散熱效果不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是至少解決現(xiàn)有的燃料電池散熱使用大量冷卻液、成本高，且長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)入散熱效果不好的問(wèn)題。該目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的提出了一種提高燃料電池散熱能力的方法，應(yīng)用于燃料電池，所述燃料電池與冷卻管道連通，所述冷卻管道上設(shè)置有散熱器，其特征在于，具體包括以下步驟：

獲取所述冷卻管道內(nèi)冷卻液的當(dāng)前折射率；

根據(jù)所述當(dāng)前折射率獲得當(dāng)前冰點(diǎn)值；

根據(jù)所述當(dāng)前冰點(diǎn)值控制儀表顯示信息；根據(jù)所述當(dāng)前冰點(diǎn)值控制所述散熱器的開(kāi)度增大或減小，直至所述當(dāng)前冰點(diǎn)值落入預(yù)設(shè)冰點(diǎn)閾值內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的提高燃料電池散熱能力的方法中，獲取所述冷卻管道內(nèi)冷卻液的當(dāng)前折射率，根據(jù)所述當(dāng)前折射率獲得當(dāng)前冰點(diǎn)值，再根據(jù)當(dāng)前冰點(diǎn)值顯示信息，同時(shí)控制散熱器的開(kāi)度，根據(jù)信息可以對(duì)人員提供下一步的操作指導(dǎo)，無(wú)需一直加注冷卻液能夠一定程度降低運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)控制散熱器開(kāi)度能夠提高燃料電池的散熱能力。

另外，根據(jù)本發(fā)明的提高燃料電池散熱能力的方法，還可具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述當(dāng)前折射率獲得當(dāng)前冰點(diǎn)值包括：

根據(jù)所述當(dāng)前折射率獲得當(dāng)前濃度值，根據(jù)所述當(dāng)前濃度值獲得當(dāng)前冰點(diǎn)值。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述當(dāng)前冰點(diǎn)值控制所述散熱器的開(kāi)度增大或減小，直至所述當(dāng)前冰點(diǎn)值落入預(yù)設(shè)冰點(diǎn)閾值內(nèi)包括：