一种高温燃料电池的热管理系统的制作方法

文档序号:12130186阅读:143来源:国知局

本发明涉及燃料电池技术领域,特别涉及一种高温燃料电池的热管理系统。



背景技术:

高温燃料电池有别于常温/低温燃料电池,在工作前,膜的温度必须要升高到一定的温度。在启动前,需要使用外部的加热的方式将膜片及双极板加热。在运行过程中,需要将在膜上产生的热导出去,导出去的方式通常是通过传热介质,并且传热介质通常具有一定的膨胀性。现有的热管理系统需要先将传热介质加热后再对电堆进行加热,这样加热速度慢,效率较低。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的主要目的在于提供一种能够提高电堆被加热速度从而加快高温燃料电池的启动时间的高温燃料电池的热管理系统。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种高温燃料电池的热管理系统,包括电堆、传热介质储罐、冷却装置以及缓冲罐,所述电堆、传热介质储罐、冷却装置和缓冲罐通过导管依次连接,所述缓冲罐的两端分别设置有开关阀,所述缓冲罐包括压力罐和设置在压力罐上的可伸缩的缓冲体,所述缓冲罐中还设置有能够对压力罐和缓冲体中的传热介质进行加热的加热装置。

优选的,所述缓冲体为金属波纹管膨胀节。

优选的,所述加热装置为微波加热器。

优选的,所述传热介质为三乙二醇溶液。

本发明相对于现有技术具有如下优点,本发明摒弃传统热管理方式中在系统启动前,先对整个传热介质进行加热的方式,而是先利用泵将一部分传热介质导入到缓冲罐中,接着利用加热装置对缓冲罐进行快速加热,传热介质的形变可以通过缓冲体来平衡,传热介质在缓冲罐中加热好后,将开关阀打开,缓冲罐中的热的传热介质导入进入电堆,来对电堆进行加热,接着再次将冷的传热介质导入进入缓冲罐中,重复上述的动作。这样设置的好处是通过对冷的传热介质的少量多次的加热,来加快加热过程,因为不需要一次性将所有的传热介质都加热,所以速度上更加快速,提高了系统的启动时间,具有非常好的实际意义。其中在正常运行时,缓冲罐不工作,冷却介质开始对传热介质进行冷却,这部分的工作过程与传统方式相同。

附图说明

图1为本发明的一种高温燃料电池的热管理系统的结构示意图。

图中:1、电堆;2、传热介质储罐;3、冷却装置;4、缓冲罐;5、导管;6、泵;7、开关阀;8、压力罐;9、金属波纹管膨胀节;10、微波加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示,一种高温燃料电池的热管理系统,包括电堆1、传热介质储罐2、冷却装置3以及缓冲罐4,所述电堆1、传热介质储罐2、冷却装置3和缓冲罐4通过导管5依次连接,所述缓冲罐4的两端分别设置有开关阀7,所述缓冲罐4包括压力罐8和设置在压力罐8上的可伸缩的缓冲体,所述缓冲罐4中还设置有能够对压力罐8和缓冲体中的传热介质进行加热的加热装置。

本发明的一种高温燃料电池的热管理系统的工作原理是,摒弃传统热管理方式中在系统启动前,先对整个传热介质进行加热的方式,而是先利用泵6将一部分传热介质导入到缓冲罐4中,接着利用加热装置对缓冲罐4进行快速加热,传热介质的形变可以通过缓冲体来平衡,传热介质在缓冲罐4中加热好后,将开关阀7打开,缓冲罐4中的热的传热介质导入进入电堆1,来对电堆1进行加热,接着再次将冷的传热介质导入进入缓冲罐4中,重复上述的动作。这样设置的好处是通过对冷的传热介质的少量多次的加热,来加快加热过程,因为不需要一次性将所有的传热介质都加热,所以速度上更加快速,提高了系统的启动时间,具有非常好的实际意义。其中在正常运行时,缓冲罐4不工作,冷却装置3开始对传热介质进行冷却,这部分的工作过程与传统方式相同。

优选的,所述缓冲体为金属波纹管膨胀节9。金属波纹管膨胀节9(补偿器)用金属波纹管制成的一种膨胀节,它能沿轴线方向伸缩,从而平衡传热介质的体积变化。

优选的,所述加热装置为微波加热器10。微波加热器10具有加热均匀和快速的特点,能够将缓冲罐4中的传热介质进行快速加热。

优选的,所述传热介质为三乙二醇溶液。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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