一种燃料电池冷却系统的制作方法

[0001]
本实用新型燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池冷却系统。


背景技术：

[0002]
在水冷燃料电池技术领域，燃料电池的温度对燃料电池的运行效率、运行性能衰减等有着极其重要的影响。为使燃料电池的温度保持在最佳的温度区间，目前大多数方案采用的方式为：通过燃料电池冷却系统的冷却水循环回路与外部进行热交换以带走燃料电池反应产生的热量。具体地，燃料电池冷却水通过一个换热器将热量传递到换热回路，换热回路通过一个散热器进行散热以实现燃料电池的温度控制。这种燃料电池冷却系统能够带走的热量小，即燃料电池的温度的控制裕度小，例如超过45摄氏度的高温环境等极端条件环境下，容易出现温度控制达不到理想控制效果，从而造成燃料电池自动停机或发电率低下的情况。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种燃料电池冷却系统，以解决现有燃料电池冷却系统对温度的控制裕度小的技术问题，以实现增加控制裕度。
[0004]
为了解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例提供一种燃料电池冷却系统，包括：
[0005]
水箱、冷却水供给装置、换热装置、控制装置、第一温度传感器、散热装置、第二温度传感器以及冷却水循环装置；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述冷却水供给装置、所述散热装置、所述冷却水循环装置分别与控制装置连接；
[0006]
所述水箱的出水口与电堆的进水口连接，所述电堆的出水口与所述冷却水供给装置的进水口连接；
[0007]
所述冷却水供给装置与所述换热装置的第一进水口连接，所述换热装置的第一出水口与所述水箱的进水口连接；
[0008]
所述换热装置的第二出水口与所述散热装置的进水口连接，所述散热装置的出水口与所述冷却水循环装置的进水口连接；
[0009]
所述冷却水循环装置的出水口与所述换热装置的第二进水口连接；
[0010]
所述第一温度传感器设于所述换热装置与所述散热装置之间的管路上，所述第二温度传感器设于所述散热装置与所述冷却水循环装置之间的管路上。
[0011]
优选地，所述散热装置为散热器。
[0012]
优选地，所述冷却水循环装置为水泵。
[0013]
优选地，所述冷却水供给装置为水泵。
[0014]
优选地，所述的燃料电池冷却系统，还包括：第一温度变送器和第二温度变送器，所述第一温度变送器的第一端与所述第一温度传感器连接，所述第一温度变送器的第二端与所述控制装置连接；所述第二温度变送器的第一端与所述第二温度传感器连接，所述第
二温度变送器的第二端与所述控制装置连接。
[0015]
综上，本实用新型实施例的有益效果在于：
[0016]
本实用新型实施例提供的燃料电池冷却系统，包括：水箱、冷却水供给装置、换热装置、控制装置、第一温度传感器、散热装置、第二温度传感器以及冷却水循环装置；所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述冷却水供给装置、所述散热装置、所述冷却水循环装置分别与控制装置连接；所述水箱的出水口与电堆的进水口连接，所述电堆的出水口与所述冷却水供给装置的进水口连接；所述冷却水供给装置与所述换热装置的第一进水口连接，所述换热装置的第一出水口与所述水箱的进水口连接；所述换热装置的第二出水口与所述散热装置的进水口连接，所述散热装置的出水口与所述冷却水循环装置的进水口连接；所述冷却水循环装置的出水口与所述换热装置的第二进水口连接；所述第一温度传感器设于所述换热装置与所述散热装置之间的管路上，所述第二温度传感器设于所述散热装置与所述冷却水循环装置之间的管路上。本实用新型实施例通过散热装置和冷却水循环装置对冷却水温度进行控制，相比于仅通过散热器对冷却水进行温度控制的方式，控制裕度大大增加，从而燃料电池的温度的控制裕度也大大增加。此外，本实用新型实施例可以减少散热装置的体积。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1是本实用新型实施例提供的燃料电池冷却系统的组成示意图。
具体实施方式
[0019]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
请参阅图1，无箭头的连接线表示电连接关系，有箭头的连接线表示水的流向。本实用新型实施例提供一种燃料电池冷却系统，包括：
[0021]
水箱8、冷却水供给装置2、换热装置3、控制装置9、第一温度传感器4、散热装置5、第二温度传感器6以及冷却水循环装置7；所述第一温度传感器4、所述第二温度传感器6、所述冷却水供给装置2、所述散热装置5、所述冷却水循环装置7分别与控制装置9连接；
[0022]
所述水箱8的出水口与电堆1的进水口连接，所述电堆1的出水口与所述冷却水供给装置2的进水口连接；
[0023]
所述冷却水供给装置2与所述换热装置3的第一进水口连接，所述换热装置3的第一出水口与所述水箱8的进水口连接；
[0024]
所述换热装置3的第二出水口与所述散热装置5的进水口连接，所述散热装置5的出水口与所述冷却水循环装置7的进水口连接；
[0025]
所述冷却水循环装置7的出水口与所述换热装置3的第二进水口连接；
[0026]
所述第一温度传感器4设于所述换热装置3与所述散热装置5之间的管路上，所述第二温度传感器6设于所述散热装置5与所述冷却水循环装置7之间的管路上。
[0027]
在本实用新型实施例中，所述冷却水循环装置7用于控制冷却水的流速，所述散热装置5用于控制空气对流量，以实现对冷却水温度的控制，从而实现对电堆1反应环境的温度控制，进而实现对燃料电池温度的控制。具体地，通常通过增加冷却水的流速以及增加空气对流量以实现对冷却水温度的控制，从而实现对电堆1反应环境的温度控制，进而实现对燃料电池的温度控制。
[0028]
为了便于理解，以下描述的是本实用新型实施例的工作原理：
[0029]
水箱8的冷却水流入到电堆1的燃料电池后，冷却水吸收燃料电池反应产生的热量，冷却水温度升高，为了降低从电堆1出水口流出的的冷却水的温度，冷却水供给装置2将冷却水输入到换热装置3、散热装置5、冷却水循环装置7对冷却水进行降温，控制装置9根据一温度传感器检测到的温度控制冷却水循环装置7、根据第二温度传感器6检测到的温度控制散热装置5来控制冷却水的温度，具体的，通过控制制冷却水循环装置7，直至第一温度传感器4检测到的温度等于第一目标温度，控制散热装置5，直至第二温度传感器6检测到的温度等于第二目标温度来对冷却水的温度进行控制，这样再次进入电堆1的冷却水的温度便能够维持在电堆1反应的最佳温度，燃料电池的温度进而能够维持在最佳的温度。其中，所述第一目标温度根据电堆1的额定功率计算得到，所述第二目标温度根据电堆1的实时发电功率计算得到。
[0030]
本实用新型实施例通过散热装置5和冷却水循环装置7对冷却水温度进行控制，相比于现有技术仅通过散热器5对冷却水进行温度控制，控制裕度大大增加，从而燃料电池的温度的控制裕度也大大增加。
[0031]
此外，本实用新型实施例可以减少散热装置5的体积。
[0032]
在其中一种优选的实施例中，所述散热装置5为散热器5，所述散热器5带风扇。
[0033]
在其中一种优选的实施例中，所述冷却水循环装置7为水泵。应当理解的是，除水泵外，所述冷却循环装置也可以是能够调节冷却水流速的其他装置，本实用新型实施例在此不作限制。
[0034]
在其中一种优选的实施林中，所述冷却水供给装置2为水泵。
[0035]
在其中一种优选的实施例中，所述的燃料电池冷却系统，还包括：第一温度变送器和第二温度变送器，所述第一温度变送器的第一端与所述第一温度传感器4连接，所述第一温度变送器的第二端与所述控制装置9连接；所述第二温度变送器的第一端与所述第二温度传感器6连接，所述第二温度变送器的第二端与所述控制装置9连接。
[0036]
在本实用新型实施例中，通过根据电堆1的实时发电功率得到第二目标温度，提高了温度控制的实时性和有效性。
[0037]
以上所述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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。