一种燃料电池的热循环系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池热循环技术领域，特别是涉及一种燃料电池的热循环系统。


背景技术：

2.目前，对于大功率系统而言，电堆双极板的质量、流道内冷却液的质量以及系统内部管路冷却液的质量较大，冷启动所需的能量就相应地增加。电堆需要相应的保持在合适的环境温度才能保证其效率以及使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是：提供一种燃料电池的热循环系统，实现对电堆加热，实现电堆系统在短时间内从零到怠速工况或额定工况。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种燃料电池的热循环系统，包括：供冷却液流动的加热回路、加热器、第一泵体、电堆、三通阀，以及散热器；所述加热器、所述第一泵体、所述电堆以及所述三通阀分别依次沿所述加热回路布设；所述散热器的出液口与所述加热器和所述第一泵体之间的所述加热回路连通，所述散热器的进液口与所述三通阀连通。
5.本实用新型实施例一种燃料电池的热循环系统与现有技术相比，其有益效果在于：在寒冷环境中，加热回路中的加热器将冷却液加热再将冷却液加热电堆，缩短了电堆的冷启动时间，而在炎热环境或者电堆正常工作的状态下，散热器将却液散热，将散热后的冷却液对电堆冷却，保证电堆的工作要求，提高电堆的适应能力。
6.进一步的，还包括：转换器、供冷却液流动的冷却回路，以及第二泵体；所述散热器、所述转换器，以及所述第二泵体分别设置在所述冷却回路上。冷却回路实现单独的对转换器进行散热。保证了转换器散热的稳定。
7.进一步的，所述转换器与所述加热器固定连接。将转换器与加热器固定连接在一起，能合理分布整个系统的体积和空间。
8.进一步的，所述转换器内具有容置腔；所述加热器设置在所述容置腔内。将加热器设置在转换器内部，可节省系统的空间，缩小整个系统的体积。
9.进一步的，所述三通阀包括第一端口、第二端口，以及第三端口；所述第一端口与所述电堆的出液端连通，且所述第二端与所述加热器的进液口连通；所述第三端与所述散热器的进液口连通。设置三通阀，可通过三通阀改变冷却液的流动方向，便于切换至对电堆的加热或者散热。
10.进一步的，所述加热器还与所述转换器电连接。由转换器给加热器提供电源，且由于加热器设置在转换器的内部还可缩短电源线的长度。
11.进一步的，所述加热器的外表设有隔热层。采用隔热层可有效的减少加热器的温度对转换器内元器件的影响。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例热循环系统流程图；
13.图2是本实用新型实施例加热器和转换器结构图；
14.图中，1、散热器；2、第一泵体；3、电堆；4、加热器；41、第一进液口；42、第一出液口；5、转换器；51、第二出液口；52、第二进液口；6、三通阀；7、第二泵体；8、第一管件；9、第二管件；10、第三管件；11、第四管件；12、第五管件；13、第六管件；14、第七管件；15、第八管件；16、第九管件。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
16.如图1和2所示，本实用新型实施例优选实施例的一种燃料电池的热循环系统，包括：供冷却液流动的加热回路、加热器4、第一泵体2、电堆3、三通阀6，以及散热器1；所述加热器4、所述第一泵体2、所述电堆3以及所述三通阀6分别依次沿所述加热回路布设；所述散热器1的出液口与所述加热器4和所述第一泵体2之间的所述加热回路连通，所述散热器1的进液口与所述三通阀6连通。
17.本实用新型实施例一种燃料电池的热循环系统与现有技术相比，其有益效果在于：在寒冷环境中，加热回路中的加热器4将冷却液加热再将冷却液加热电堆3，缩短了电堆3的冷启动时间，而在炎热环境或者电堆3正常工作的状态下，散热器1将却液散热，将散热后的冷却液对电堆3冷却，保证电堆3的工作要求，提高电堆3的适应能力。
18.在一个实施例中，所述三通阀6包括第一端口、第二端口，以及第三端口；所述第一端口与所述电堆3的出液端连通，且所述第二端与所述加热器4的进液口连通；所述第三端与所述散热器1的进液口连通。具体的，三通阀6为三通换向阀。设置三通阀6，可通过三通阀6改变冷却液的流动方向，便于切换至对电堆3的加热或者散热。
19.散热器1的出液口通过第一管件8与第五管件12，散热器1的进液口通过第四管件11与三通阀6的第三端连通，以此将加热器4连通在加热回路中，可通过三通阀6改变冷却液的流动方向，便于切换至对电堆3的加热或者散热。避免了散热器1重新安装管路去冷却电堆3，可减少不必要的管路使用，有利于缩小系统的体积，也能使得各回路的分布更加简单合理。
20.在一个实施例中，散热器1通过第一管件8与第一泵体2进口端连通；第一泵体2的出口端通过第二管件9与电堆3的进口连通；电堆3的出口通过第三管件10与三通阀6的第一端连通；三通阀6的第二端通过第四管件11与散热器1连通。通第一管件8、第二管件9、第三管件10以及第四管件11依次将散热器1、第一泵体2、电堆3以及三通阀6串联形成一个散热回路，该散热回路分布合理结构简单。
21.在一个实施例中，加热器4的第一出液口42通过第五管件12与第一管件8连通，且加热器4的第一进液口41通过第六管件13与三通阀6的第二端连通。通过第五管件12连通第一管件8和加热器4，再通过第二管件9、第三管件10分别连通第一泵体2、电堆3以及三通阀6，最后由第六管件13连通三通阀6和加热器4形成加热回路。加热回路用于对电堆3的加热，使得电堆3在低温环境中能够快速的达到启动要求。
22.在一个实施例中，转换器5的第二出液口51通过第七管件14与散热器1连通；转换器5的第二进液口52通过第八管件15与第二泵体7的出液口连通；第二泵体7的进液口通过第九管件与散热器1连通。通过第七管件14和第八管件15以及第九管件将散热器1、转换器5以及第二泵体7串联形成冷却回路。通过第二散热回路实现单独的转换器5进行散热。保证了转换器5的散热稳定。
23.在一个实施例中，加热器4与转换器5固定连接，且加热器4还设置在转换器5的内部。将加热器4设置在转换器5内部，可节省系统的空间，缩小整个系统的体积。加热器4还与转换器5电连接。由转换器5给加热器4提供电源，且由于加热器4设置在转换器5的内部还可缩短电源线的长度。
24.在一个实施例中，加热器4的外表设有隔热层。采用隔热层可有效的减少加热器4的温度对转换器5内元器件的影响。
25.如图1和2所示，本实用新型的工作过程为：在电堆3需要冷启动时，需要连通加热回路，此时将三通阀6的第一端与第三端连通，关闭第二端。使得第三管件10与第六管件13连通，启动第一泵体2，将冷却液质依次通过第一泵体2、第二管件9、电堆3、第三管件10、三通阀6、第六管件13、加热器4、底五管件、第一管件8，最后流回第一泵体2。液质在通过加热器4时被加热升温，升温的液质流经电堆3时将热量传给电堆3，使得电堆3升温已达到启动要求，当电堆3的温度达到启动要求后启动。
26.在电堆3工作过程中，电堆3产生的热量需要排出，以保证电堆3的工作温度稳定。此时不需要加热器4提供热源，关闭加热器4，同时将三通阀6的第一端和第三端连通，将第三管件10和第四管件11连通，关闭了三通阀6的第二端，使得冷却液质流入散热器1中，同时启动散热器1对位于散热器1内的冷却液质散热。将温后的冷却液质依次通过第一管件8、第一泵体2、第二管件9、电堆3、第三管件10、三通阀6，最后通过第四管件11回到散热器1中，实现对电堆3的散热。
27.在电堆3启动后，转换器5也进入工作状态，其通过第二泵体7将散热器1内的经过降温后的冷却液质通过第九管件16抽出，经过第二泵体7的加压后进入到第八管件15然后进入转换器5，对转换器5内部的元器件进行降温，再通过第七管件14排出，并通过第七管件14进入散热器1进行降温，形成冷却回路。
28.综上，本实用新型实施例提供一种燃料电池的热循环系统，其通过设置加热回路可实现对电堆3的加热，保证电堆3的启动要求，散热器分别对电堆3和转换器5进行散热。保证电堆3与转换器5的工作状态稳定，同时将加热器4设置在转换器5内部，可充分利用了转换器5的内部空间，缩小系统的体积，提高系统的体积功率比，同时减少穿墙接插件以及高压电缆的使用。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。