[發明專利]一種燃料電池相變強化散熱方法

在審

• 申請號: 202210836414.2
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN115064726A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 戴朝華
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/2465
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 羅旭

1.一種燃料電池相變強化散熱方法，其特征在于，基于燃料電池相變強化散熱系統，包括燃料電池電堆、冷卻液泵、散熱器、相變熱端、相變冷端、相變材料儲液罐；所述燃料電池電堆冷卻液出口連接所述冷卻液泵的冷卻液入口，所述冷卻液泵的冷卻液出口連接所述散熱器冷卻液入口，所述散熱器的冷卻液出口連接所述相變熱端一次側入口，所述相變熱端一次側出口連接燃料電池電堆冷卻液入口，形成燃料電池冷卻液循環；所述相變熱端二次側出口連接所述相變冷端入口，所述相變冷端出口連接所述相變材料儲液罐的入口，所述相變材料儲液罐出口連接所述相變熱端二次側入口，形成相變材料冷卻循環；所述冷卻液泵出口與所述燃料電池電堆入口間設置帶旁路閥Ⅰ的旁路；所述散熱器進出口間設置帶旁路閥Ⅱ的旁路；所述相變材料儲液罐出口經調節閥連接所述相變熱端二次側入口；

包括開機過程、中間過程和停機過程；

開機過程包括步驟：

S11,打開旁路閥Ⅰ，啟動冷卻液泵；

S12,緩慢提升冷卻液泵轉速至最低轉速，燃料電池電堆冷卻液經冷卻液泵出口與燃料電池電堆冷卻液入口間的旁路循環；

S13,開機過程完成，進入中間過程流程；

中間過程包括步驟：

S21,實時監測燃料電池電堆冷卻液出入口溫度T₂，如果燃料電池電堆冷卻液入口溫度T₂T_2min，T_2min為燃料電池電堆冷卻液不經帶旁路閥Ⅰ的旁路而進入散熱循環時入口溫度的最低值，持續監測；如果T₂≥T_2min，轉入燃料電池電堆冷卻液出口溫度控制循環和燃料電池電堆冷卻液入口溫度控制循環；

S22,燃料電池電堆冷卻液出口溫度控制循環：調節冷卻液泵轉速；

S23,燃料電池電堆冷卻液入口溫度控制循環：關閉旁路閥開Ⅰ；調節旁路閥Ⅱ，調節散熱器風機；調節調節閥開度；

停機過程包括步驟：根據監測燃料電池電堆冷卻液出入口溫度T₁、T₂，調節散熱器風機，調節冷卻液泵轉速，以及旁路閥開Ⅰ、旁路閥Ⅱ和調節閥開度。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池相變強化散熱方法，其特征在于，燃料電池相變強化散熱系統還包括噴霧裝置和水回收裝置，所述水回收裝置入口與燃料電池電堆排水口相連，所述水回收裝置出口與所述噴霧裝置入口相連，所述噴霧裝置產生的水霧送往所述散熱器空氣流道入口；

在中間過程中的燃料電池電堆冷卻液入口溫度控制循環：關閉旁路閥開Ⅰ；調節旁路閥Ⅱ，調節散熱器風機與噴霧裝置；調節調節閥開度；

在停機過程包括步驟：根據監測燃料電池電堆冷卻液出入口溫度T₁、T₂，調節散熱器風機與噴霧裝置工況，調節冷卻液泵轉速，以及旁路閥開Ⅰ、旁路閥Ⅱ和調節閥開度。

3.根據權利要求2所述的一種燃料電池相變強化散熱方法，其特征在于，燃料電池電堆冷卻液出口溫度控制循環，包括步驟：

S221，控制冷卻液泵轉速，盡量使得T₁＝T_1set，T_1set為燃料電池電堆冷卻液出口溫度T₁的目標設定值；

S222，如果收到停機指令，進入停機過程；否則轉入S223；

S223，如果T₁T_1max且冷卻液泵轉速達到最大，T_1max為燃料電池電堆冷卻液出口最大允許溫度，轉入S224；否則轉入S221；

S224，警報，通知燃料電池降功運行，并轉入S221。