本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池堆的热处理系统。
背景技术：
燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力能源，因其零污染、高效率、续航里程长等优点被广泛应用于汽车领域。燃料电池发动机在运行过程中，需要实现与外界水路的快速连接与断开。
燃料电池堆在运行过程中会产生大量热能，约占燃料化学能的50％，以一个输出为100kw的燃料电池堆为例，其会产生约100kw的热量，使燃料电池堆温度升高，过高的温度会使膜干燥，降低膜的性能，缩短膜的使用寿命，进而降低燃料电池堆的性能和使用寿命；与此同时，燃料电池的电源管理系统等电气设备也会产生大量的热量。
现有技术中关于燃料电池堆的热处理系统，例如：专利号：201010266526.6提供了一种用于燃料电池汽车的冷却系统，包括整体散热器框架，该整体散热器框架在一个平面上串联排列堆叠式散热器和电动传动系统散热器，该发明能通过相对简单的构型和组装过程来实现。专利号：200810113785.8提供了一种利用燃料电池发动机余热的热泵空调系统，能同时满足制冷和采暖需要，降低了空调系统消耗，提高了车辆动力性及经济性。
现有的技术调研发现，目前有关车用燃料电池的研究主要集中在如何实现燃料电池堆的有效冷却，没有形成高效的综合热处理优化系统，同时燃料电池堆、尾气以及燃料电池堆运行过程中电气等附件产生的热量未被有效利用，这在一定程度上会造成热能资源浪费的问题，增加车用燃料电池的运行成本。
为此期待一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池堆的余热浪费问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题和提出的技术方案是对现有技术进行改进，从而提供一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池发动堆的余热浪费问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现。
本发明的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，其中，该系统包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，所第一散热循环回路通过第一换热器与所述第二散热循环回路连通，所述第二散热循环回路通过第二换热器与所述第三散热循环回路连通，并且所述第一散热循环回路与燃料电池堆连通；
其中，所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收所述燃料电池堆产生的废热；
所述第三散热循环回路包括散热器，用于利用经过所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路回收的废热进行供暖。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一换热器为板式换热器，所述第二换热器为管式换热器，所述散热器为风扇。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一散热循环回路包括电磁阀、膨胀水箱、水泵、ptc加热器以及温度传感器以及多个管路；
其中，所述水泵的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述水泵的另一端通过管路与所述板式换热器连通；
所述电磁阀的一端通过管路与所述膨胀水箱的一端连通，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述燃料电池堆和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述板式换热器之间；
所述ptc加热器的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述ptc加热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；以及
所述温度传感器设置在所述燃料电池堆与所述ptc加热器之间的管路上。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第二散热循环回路包括膨胀水箱、水泵、ptc加热器、电磁阀、温度传感器、散热器、电磁阀以及多个管路；
其中，所述水泵的一端通过管路与所述板式换热器连通，所述水泵的另一端通过管路与所述ptc加热器的一端连通，所述ptc加热器的另一端通过管路与所述管式换热器的一端连通，所述管式加热器的另一端通过管路与所述散热器的一端连通，所述散热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；
所述电磁阀的一端通过管路连通在所述水泵和所述ptc加热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述管式散热器和所述散热器之间；
所述膨胀水箱的一端通过管路连通在所述板式换热器和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述ptc加热器之间；
所述温度传感器通过设置在所述ptc加热器和所述管式换热器之间的管路上；以及
所述电磁阀的一端通过管路连通在所述管式换热器和所述散热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述散热器和所述板式换热器之间。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第三散热循环回路还包括温度传感器以及进气管路和出气管路；
其中，所述空气供热装置分别通过所述进气管路和所述出气管路与所述管式换热器连通；以及
所述温度传感器设置在所述空气供热装置和所述管式换热器之间的所述出气管路上。
本发明具有有益的技术效果：
(1)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统包括第一散热循环回路a、第二散热循环回路b和第三散热循环回路c，该三条散热循环回路与燃料电池发动机构成了一个整体的系统，优化了冷启动用量及冷启动时间，同时，充分的利用了燃料电池运行时所产生的热能量，提高了燃料电池能量转化率。
(2)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第一散热循环回路a可完全封装在燃料电池发动机内，并且与燃料电池堆直接连通，可使发动机在出厂时就能完成防冻液灌装，方便用户安装，同时节省了安装空间，简化了安装步骤；并且，第一散热循环回路a中设置了电磁阀1，可以节省冷启动时间。
(3)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第二散热循环回路b中设置了电磁阀8，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为暖风水箱换热；设置了ptc加热器7，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为冷却液加热；设置了电磁阀14，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要散热器集成零部件工作，节省风扇工作时功率消耗。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
图1是根据本发明一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。如图1所示，本发明的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，该热处理系统包括第一散热循环回路a、第二散热循环回路b和第三散热循环回路c，其中第一散热循环回路a通过第一换热器板式换热器4与第二散热循环回路b连通，第二散热循环回路b通过第二换热器管式换热器10与第三散热循环回路c连通，并且第一散热循环回路a与燃料电池堆37连通。第一散热循环回路a和第二散热循环回路b内均设有冷却液，该冷却液为燃料
一种用于燃料电池堆的热处理系统
本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池堆的热处理系统。
背景技术
燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力能源，因其零污染、高效率、续航里程长等优点被广泛应用于汽车领域。燃料电池发动机在运行过程中，需要实现与外界水路的快速连接与断开。
燃料电池堆在运行过程中会产生大量热能，约占燃料化学能的50％，以一个输出为100kw的燃料电池堆为例，其会产生约100kw的热量，使燃料电池堆温度升高，过高的温度会使膜干燥，降低膜的性能，缩短膜的使用寿命，进而降低燃料电池堆的性能和使用寿命；与此同时，燃料电池的电源管理系统等电气设备也会产生大量的热量。
现有技术中关于燃料电池堆的热处理系统，例如：专利号：201010266526.6提供了一种用于燃料电池汽车的冷却系统，包括整体散热器框架，该整体散热器框架在一个平面上串联排列堆叠式散热器和电动传动系统散热器，该发明能通过相对简单的构型和组装过程来实现。专利号：200810113785.8提供了一种利用燃料电池发动机余热的热泵空调系统，能同时满足制冷和采暖需要，降低了空调系统消耗，提高了车辆动力性及经济性。
现有的技术调研发现，目前有关车用燃料电池的研究主要集中在如何实现燃料电池堆的有效冷却，没有形成高效的综合热处理优化系统，同时燃料电池堆、尾气以及燃料电池堆运行过程中电气等附件产生的热量未被有效利用，这在一定程度上会造成热能资源浪费的问题，增加车用燃料电池的运行成本。
为此期待一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池堆的余热浪费问题。
发明内容
本发明所要解决的问题和提出的技术方案是对现有技术进行改进，从而提供一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池发动堆的余热浪费问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现。
本发明的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，其中，该系统包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，所第一散热循环回路通过第一换热器与所述第二散热循环回路连通，所述第二散热循环回路通过第二换热器与所述第三散热循环回路连通，并且所述第一散热循环回路与燃料电池堆连通；
其中，所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收所述燃料电池堆产生的废热；
所述第三散热循环回路包括散热器，用于利用经过所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路回收的废热进行供暖。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一换热器为板式换热器，所述第二换热器为管式换热器，所述散热器为风扇。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一散热循环回路包括电磁阀、膨胀水箱、水泵、ptc加热器以及温度传感器以及多个管路；
其中，所述水泵的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述水泵的另一端通过管路与所述板式换热器连通；
所述电磁阀的一端通过管路与所述膨胀水箱的一端连通，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述燃料电池堆和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述板式换热器之间；
所述ptc加热器的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述ptc加热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；以及
所述温度传感器设置在所述燃料电池堆与所述ptc加热器之间的管路上。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第二散热循环回路包括膨胀水箱、水泵、ptc加热器、电磁阀、温度传感器、散热器、电磁阀以及多个管路；
其中，所述水泵的一端通过管路与所述板式换热器连通，所述水泵的另一端通过管路与所述ptc加热器的一端连通，所述ptc加热器的另一端通过管路与所述管式换热器的一端连通，所述管式加热器的另一端通过管路与所述散热器的一端连通，所述散热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；
所述电磁阀的一端通过管路连通在所述水泵和所述ptc加热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述管式散热器和所述散热器之间；
所述膨胀水箱的一端通过管路连通在所述板式换热器和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述ptc加热器之间；
所述温度传感器通过设置在所述ptc加热器和所述管式换热器之间的管路上；以及
所述电磁阀的一端通过管路连通在所述管式换热器和所述散热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述散热器和所述板式换热器之间。
根据本发明的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第三散热循环回路还包括温度传感器以及进气管路和出气管路；
其中，所述空气供热装置分别通过所述进气管路和所述出气管路与所述管式换热器连通；以及
所述温度传感器设置在所述空气供热装置和所述管式换热器之间的所述出气管路上。
本发明具有有益的技术效果：
(1)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统包括第一散热循环回路a、第二散热循环回路b和第三散热循环回路c，该三条散热循环回路与燃料电池发动机构成了一个整体的系统，优化了冷启动用量及冷启动时间，同时，充分的利用了燃料电池运行时所产生的热能量，提高了燃料电池能量转化率。
(2)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第一散热循环回路a可完全封装在燃料电池发动机内，并且与燃料电池堆直接连通，可使发动机在出厂时就能完成防冻液灌装，方便用户安装，同时节省了安装空间，简化了安装步骤；并且，第一散热循环回路a中设置了电磁阀1，可以节省冷启动时间。
(3)本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第二散热循环回路b中设置了电磁阀8，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为暖风水箱换热；设置了ptc加热器7，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为冷却液加热；设置了电磁阀14，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要散热器集成零部件工作，节省风扇工作时功率消耗。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
图1是根据本发明一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。如图1所示，本发明的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，该热处理系统包括第一散热循环回路a、第二散热循环回路b和第三散热循环回路c，其中第一散热循环回路a通过第一换热器板式换热器4与第二散热循环回路b连通，第二散热循环回路b通过第二换热器管式换热器10与第三散热循环回路c连通，并且第一散热循环回路a与燃料电池堆37连通。第一散热循环回路a和第二散热循环回路b内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池专用防冻液，用于回收燃料电池堆37产生的废热。第三散热循环回路c为暖风回路，包括散热器36，所述散热器36可以为风扇，用于利用经过所述第一散热循环回路a和所述第二散热循环回路b回收的废热进行供暖。燃料电池堆37是燃料电池发动机23中的核心部件，燃料电池堆37用于为燃料电池发动机23的运行提供电能并产生热能。
第一散热循环回路a包括电磁阀1、膨胀水箱2、水泵3、ptc加热器12以及温度传感器13以及多个管路16-22。其中，水泵3的一端通过管路19与燃料电池堆37连通，水泵3的另一端通过管路20与板式换热器4连通。电磁阀1的一端通过管路16与管路19连通，电磁阀1的另一端通过管路17与膨胀水箱2的一端连通，并且膨胀水箱2的另一端通过管路18与管路20连通。ptc加热器12的一端通过管路21与燃料电池堆37连通，ptc加热器12的另一端通过管路22与板式换热器4连通，并且温度传感器13设置在管路21上。
第二散热循环回路b包括膨胀水箱5、水泵6、ptc加热器7、电磁阀8、温度传感器9、散热器11、电磁阀14以及多个管路24-34。其中，水泵6的一端通过管路24与板式换热器4连通，水泵6的另一端通过管路25与ptc加热器7的一端连通，ptc加热器7的另一端通过管路26与管式换热器10的连通。电磁阀8的一端通过管路27与管路25连通，电磁阀8的另一端通过管路28与管路29的第一接口290连通。散热器11的一端通过管路29与管式换热器10连通，散热器11的另一端通过管路32与板式换热器4连通。电磁阀14的一端通过管路30与管路29的第二接口291连通，电磁阀14的另一端通过管路31与管路32的接口320连通。膨胀水箱5的一端通过管路34与管路25的第二接口251连通，膨胀水箱5的另一端通过管路33与管路24连通。温度传感器9设置在管路26上。
第三散热循环回路c包括散热器36、温度传感器15以及出气管路38和进气管路39。其中，散热器36的两个接口(未示出)分别通过进气管路39出气管路38和与管式换热器10的两个接口(未示出)连通。温度传感器15设置在出气管路38上。
上述的热处理系统在工作时，当温度传感器13显示的温度低于冷启动设定温度阈值m1时，关闭电磁阀1，以减少冷启动冷却液体积，ptc加热器12开始工作，直到冷却液(未示出)中的温度≥设定温度阈值m2。随着燃料电池发动机23中的燃料电池堆37的启动，第一散热循环回路a内冷却液(未示出)升至燃料电池堆37适宜工作温度例如60-70℃。当高于燃料电池堆37入口所设定温度阈值m3时，第二散热循环回路b开始工作。第二散热循环回路b内冷却液(未示出)与第一散热循环回路a内冷却液(未示出)通过板式换热器4进行热交换，当环境温度低于阈值n1时，关闭电磁阀8及打开电磁阀14，进行冷却液与空气换热，并通过第三散热循环回路c为车内提供暖风。当温度传感器15温度低于阈值n2时，开启ptc加热器7为冷却液升温，保证空气升温至需要温度阈值n3，这个过程中保证温度传感器9的温度一直低于温度传感器13的温度,否则打开电磁阀14以保证燃料电池堆37的散热量及时满足。
如上所述，本发明的本发明所述的用于燃料电池堆的热处理系统包括第一散热循环回路a、第二散热循环回路b和第三散热循环回路c，该三条散热循环回路与燃料电池发动机构成了一个整体的系统，优化了冷启动用量及冷启动时间，同时，充分的利用了率燃料电池运行时所产生的热能量，提高了燃料电池能量转化率。第一散热循环回路a可完全封装在燃料电池发动机内，并且与燃料电池堆直接连通，可使发动机在出厂时就能完成防冻液灌装，方便用户安装，同时节省了安装空间，简化了安装步骤；并且，第一散热循环回路a中设置了电磁阀1，可以节省冷启动时间。第二散热循环回路b中设置了电磁阀8，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为暖风水箱换热；设置了ptc加热器7，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为冷却液加热；设置了电磁阀14，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要散热器集成零部件工作，节省风扇工作时功率消耗。
当然应意识到，虽然通过本发明的示例已经进行了前面的描述，但是对本发明做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本发明宽广范围内。因此，尽管本发明已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。