[發明專利]氫燃料電池的溫度控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202211079272.6
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115295830A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 郝占紅;范春斌;高智慧
• 申請（專利權）人: 中車大同電力機車有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04701
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄

本申請提供一種溫度控制系統和溫度控制方法，用于軌道機車車輛用氫燃料電池，包括通風機、加熱器、散熱器、液體循環管路、泵和控制裝置。通風機用于為溫度控制系統提供所需的空氣；加熱器沿空氣的流動方向，設置于通風機的下游，用于將通風機提供的空氣加熱。散熱器沿空氣的流動方向，設置于加熱器的下游，用于對液體加熱或者冷卻。液體循環管路，部分設置于散熱器的內部，并與氫燃料電池連通，用于容納所述液體。泵設置于液體循環管路上，用于為液體循環提供動力。控制裝置用于控制所述通風機、所述加熱器和所述泵。通過以上設計，本申請的溫度控制系統能夠實現對氫燃料電池加熱或者冷卻，并且可以實現對氫燃料電池的溫度進行精確控制。

技術領域

本申請涉及溫度控制領域，尤其是涉及一種氫燃料電池的溫度控制。

背景技術

氫能作為綠色、高效、可持續的新能源，被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源。氫燃料電池作為氫能利用的主要載體，具有能量轉換率高、環境污染小、噪音低等優點，在汽車、軌道交通、船舶、航空航天等交通領域具有廣泛的應用前景。燃料電池是氫能利用的最佳形式，其通過氫氣與氧氣的電化學反應來發電，已在軌道交通領域得到成功應用，廣泛應用于軌道機車車輛。

軌道機車車輛氫燃料電池工作時，會產生大量的熱量，而氫燃料電池的電池堆只有工作在合適的溫度區間才能實現高效工作，溫度過高或過低都會影響電能的轉化效率。目前軌道機車車輛氫燃料電池溫度控制系統僅含有冷卻部分(即出現高溫后對燃料電池的散熱)，并且主要通過控制冷卻風機的轉速來控制散熱器的散熱能力，很難達到對燃料電池溫度的精準控制。

發明內容

本申請的一個主要目的在于克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種能夠對氫燃料電池的溫度進行精確控制的溫度控制系統。

為實現上述目的，本申請采用如下技術方案：

根據本申請的一個方面，提供一種用于軌道機車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統，包括通風機、加熱器、散熱器、泵、液體循環管路和控制裝置。其中，通風機用于為所述溫度控制系統提供所需的空氣。加熱器沿所述空氣的流動方向，設置于所述通風機的下游，用于將所述通風機提供的空氣加熱。散熱器沿所述空氣的流動方向，設置于所述加熱器的下游，用于對液體加熱或者冷卻。液體循環管路部分設置于所述散熱器的內部，并與所述氫燃料電池連通，用于容納所述液體。泵設置于所述液體循環管路上，用于為所述液體循環提供動力。控制裝置用于控制所述通風機、所述加熱器和所述泵。

根據本申請的其中一個實施例，所述溫度控制系統還包括過濾器和第一風道，所述第一風道設置于所述通風機的進風口上，所述過濾器設置于所述第一風道上，用于過濾進入溫度控制系統的空氣。

根據本申請的其中一個實施例，所述液體循環管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路和所述第三管路連通并部分位于所述散熱器的內部，所述第一管路與所述第二管路連通，所述第二管路和所述第三管路均與所述氫燃料電池連通。

根據本申請的其中一個實施例，所述泵的一端連通所述第一管路，另一端連通所述第二管路。

根據本申請的其中一個實施例，所述溫度控制系統還包括水箱，所述水箱與所述液體循環管路連通，用于收納所述溫度控制系統中的所述液體受熱引起的膨脹量，以及補償所述溫度控制系統中的所述液體遇冷引起的收縮量。

根據本申請的其中一個實施例，所述水箱的一端與所述第一管路連通，并設置在所述第一管路與所述泵的連通處。所述水箱的另一端與所述第三管路連通，并設置在所述第三管路與所述氫燃料電池的連通處。

根據本申請的其中一個實施例，所述溫度控制系統還包括智能診斷裝置，用于對所述通風機、所述加熱器、所述散熱器和所述泵進行是否需要檢修的智能診斷。