燃料电池冷却系统的制作方法

本发明涉及燃料电池冷却系统。

背景技术：

1、燃料电池发电系统是一种用于在接收作为燃料的氧气和氢气并产生水的同时产生电能的装置，并且包括其中发生电化学反应的燃料电池堆。燃料电池堆通过电化学反应产生热能，当燃料电池堆的温度偏离能够正常运行的范围时，系统的效率会迅速下降。因此，使用冷却系统来使燃料电池堆的温度保持在正常范围内。

2、在根据现有技术的冷却系统中，设置冷却塔(cooling tower)以通过利用容纳在其中的冷却流体蒸发期间产生的蒸发潜热来冷却在冷却塔内循环的冷却水，并且通过与冷却的冷却水进行热交换来降低燃料电池堆的温度。

3、然而，由于容纳在冷却塔中的冷却流体蒸发并减少，因此需要频繁地向冷却塔供应冷却流体。在现有技术中，安装有用于将冷却流体供应至冷却塔并且供应冷却流体以保持恒定量的单独的供水设施。然而，由于供水设施，燃料电池发电系统的安装成本和运行成本增加。

4、因此，需要改进在频繁地向冷却塔供应冷却流体的同时使供水的成本最小化的技术。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，同时完整地保持现有技术所取得的优点。

2、本发明的一方面提供一种燃料电池冷却系统，其中，由燃料电池模块产生和废弃的水供应至冷却塔并且作为冷却流体再循环，因此频繁地向冷却塔供应冷却流体。

3、本发明的另一方面提供一种燃料电池冷却系统，其中，用于运行燃料电池发电系统的成本降低。

4、根据本发明的一方面，提供一种燃料电池冷却系统，其包括：燃料电池模块，其包括燃料电池堆；冷却模块，其包括容纳有冷却流体的冷却塔并且调节燃料电池模块的温度；热交换器，其使在燃料电池模块中循环的第一循环冷却水与在冷却塔中循环的第二循环冷却水之间交换热量；以及冷凝水供应管线，其连接至冷却塔，以将燃料电池模块的发电过程中产生的水供应至冷却塔。

5、燃料电池冷却系统可以进一步包括：湿空气排放管线，其排放燃料电池模块产生的湿空气；以及空气排出管线，湿空气中的空气通过所述空气排出管线排出；其中，空气排出管线和冷凝水供应管线可以从湿空气排放管线分岔。

6、燃料电池冷却系统可以进一步包括：冷凝水供应装置，其包括冷凝水供应管线；其中，所述冷凝水供应装置可以进一步包括设置于冷凝水供应管线并且调节供应至冷却塔的冷凝水的流量的冷凝水泵。

7、燃料电池模块可以进一步包括第一冷却水管线，用于调节燃料电池堆的温度的第一循环冷却水通过所述第一冷却水管线循环，冷却模块可以进一步包括第二冷却水管线，通过冷却流体冷却的第二循环冷却水通过所述第二冷却水管线循环，热交换器可以连接在第一冷却水管线和第二冷却水管线之间并且使第一循环冷却水与第二循环冷却水之间交换热量。

8、燃料电池冷却系统可以进一步包括：冷凝水供应装置，其包括冷凝水供应管线；其中，所述冷凝水供应装置可以包括：冷却罐，其安装于冷凝水供应管线并且储存从燃料电池模块排放的水；以及冷却泵，其设置于冷凝水供应管线，设置在冷却罐和冷却塔之间，并且调节供应至冷却塔的水的流量。

9、燃料电池冷却系统可以进一步包括：控制装置，其控制冷却泵的运行；其中，第二冷却水管线可以包括：入口管线，其设置为使得通过热交换器进行热交换的第二循环冷却水被引入冷却塔，并且具有第一温度传感器；出口管线，其设置为使得通过冷却塔冷却的第二循环冷却水排放到热交换器，并且具有第二温度传感器；并且所述控制装置可以考虑第一温度传感器测量的第一温度与第二温度传感器测量的第二温度之间的差值来控制冷却泵的运行。

10、当第一温度与第二温度之间的差值偏离作为预设温度范围的参考温度范围时，控制装置可以运行冷却泵，以将冷凝水供应至冷却塔。

11、冷凝水供应装置可以进一步包括测量储存在冷却罐内的冷凝水的水位的水位传感器，并且控制装置可以接收水位传感器测量的信号并且当水位传感器测量的水位超出作为预设水位范围的参考水位范围时，控制冷却泵运行。

12、冷却塔可以包括冷却流体排放管线，所述冷却流体排放管线形成在所述冷却塔的预定高度处，并且当容纳在冷却塔内的冷却流体的水位超出预定范围时，冷却流体的至少一部分通过所述冷却流体排放管线排放到所述冷却塔的外部。

13、空气排出管线可以包括：向上延伸管线，其从湿空气排放管线向上延伸；两个或更多个分岔部，所述两个或更多个分岔部分岔为从向上延伸部的上端向上倾斜。

14、冷凝水供应管线的一端可以连接至湿空气排放管线并且其另一端可以连接至冷却水，并且所述冷凝水供应管线的所述另一端可以形成在低于所述冷凝水供应管线的所述一端的高度处。

技术特征：

1.一种燃料电池冷却系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池冷却系统，其进一步包括：

3.根据权利要求1所述的燃料电池冷却系统，其进一步包括：

4.根据权利要求1所述的燃料电池冷却系统，其中，

5.根据权利要求4所述的燃料电池冷却系统，其进一步包括：

6.根据权利要求5所述的燃料电池冷却系统，其进一步包括：

7.根据权利要求6所述的燃料电池冷却系统，其中，当第一温度与第二温度之间的差值偏离作为预设温度范围的参考温度范围时，所述控制装置运行冷却泵以将冷凝水供应至冷却塔。

8.根据权利要求5所述的燃料电池冷却系统，其中，

9.根据权利要求1所述的燃料电池冷却系统，其中，所述冷却塔包括形成在所述冷却塔的预定高度处的冷却流体排放管线，并且当容纳在冷却塔内的冷却流体的水位超出预定范围时，冷却流体的至少一部分通过所述冷却流体排放管线排放到所述冷却塔的外部。

10.根据权利要求2所述的燃料电池冷却系统，其中，所述空气排出管线包括：

11.根据权利要求2所述的燃料电池冷却系统，其中，所述冷凝水供应管线的一端连接至湿空气排放管线并且所述冷凝水供应管线的另一端连接至冷却塔，并且所述冷凝水供应管线的所述另一端形成在低于所述冷凝水供应管线的所述一端的高度处。

技术总结
本发明涉及燃料电池冷却系统，其可以包括：燃料电池模块，其包括燃料电池堆；冷却模块，其包括容纳有冷却流体的冷却塔并且调节燃料电池模块的温度；热交换器，其使在燃料电池模块中循环的第一循环冷却水与在冷却塔中循环的第二循环冷却水之间交换热量；以及冷凝水供应管线，其连接至冷却塔，以将燃料电池模块的发电过程中产生的水供应至冷却塔。

技术研发人员：董贤培,金元中,郑燽海
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15