[实用新型]用于质子交换膜燃料电池的热管理系统

说明书

本实用新型公开了一种用于质子交换膜燃料电池的热管理系统，属于燃料电池领域，电池堆上设置有第一进口、第二进口、第一出口和用于第二出口，第一出口和第二出口均与集水器连接，集水器与分水器连接，分水器与第一进口之间和分水器和第二进口之间分别设置有第一速热器和第二速热器，分水器连接有补水器；电池堆上设置有温度传感器，温度传感器连接至温控器，第一速热器和第二速热器均与温控器连接；第一速热器和第一进口之间以及第二速热器和第二进口之间分别设置有第一散热风扇和第二散热风扇，分水器上设置有第三散热风扇。本实用新型可以在燃料电池的启动阶段为电池腔体辅助加热，在使用过程中腔体温度能够保持动态平衡，提高发电效率。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是指一种用于质子交换膜燃料电池的热管理系统。

背景技术

燃料电池作为一种新型的备用电源，能够在常温下运行，其反应最终产物是水，效率高达50％，不管从环保角度还是从节能高效上讲，都有着广阔的市场前景和竞争力，越来越多的应用在变电站直流电源上。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的最大优越性体现在工作温度低，其最佳工作温度为80℃左右，但在室温下也能正常工作，适用于较频繁启动的场合，而且启动快，具有比其他类型的燃料电池更高的功率密度以及比蓄电池更高的续航等优点。它可在较大的电流密度下工作，既可用作固定电站又可作为移动运输工具的电源。特别是近几年，由于人们环保意识的增强以及对化石燃料有限性取得的共识，世界上掀起了研究和开发 PEMFC的热潮。

质子交换膜燃料电池由若干个电池堆组成，每个电池堆又由一定数量的电池单体组成，将各个电池单体的阳极和阴极分别并联起来，就形成了燃料电池的负极和正极。

在质子交换膜燃料电池中，在电池的启动阶段，电池腔体温度较低，达不到电池的最佳工作温度(80℃左右)，发电效率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种在燃料电池的启动阶段可以为电池腔体辅助加热的用于质子交换膜燃料电池的热管理系统，其在使用过程中腔体温度能够保持动态平衡，提高发电效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种用于质子交换膜燃料电池的热管理系统，该质子交换膜燃料电池的电池堆由多个电池单体组成，包括分水器和温控器，所述电池堆上设置有用于氢气和水进入的第一进口、用于氧气/空气和水进入的第二进口、用于反应后的氢气和水排出的第一出口和用于反应后的氧气/空气和水排出的第二出口，其中：

所述第一出口和第二出口将反应后生成的水排出至集水器，所述集水器与所述分水器连接，所述第一进口和第二进口均通过所述分水器进行供水，所述分水器与第一进口之间以及所述分水器和第二进口之间分别设置有用于加热水的第一速热器和第二速热器，所述分水器还连接有补水器；

所述电池堆上设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端连接至所述温控器，所述第一速热器和第二速热器均与所述温控器连接；

所述第一速热器和第一进口之间的管路上设置有用于风冷的第一散热风扇，所述第二速热器和第二进口之间的管路上设置有用于风冷的第二散热风扇，所述分水器上设置有第三散热风扇，所述第一散热风扇、第二扇热风扇和第三散热风扇的控制端均与所述温控器连接。

进一步的，所述用于质子交换膜燃料电池的热管理系统还包括用于对所述第一速热器和第二速热器加热的独立电源。

进一步的，所述独立电源连接至所述质子交换膜燃料电池的供电端。

进一步的，所述第一速热器和第二速热器的内胆均为石英管。

进一步的，所述电池单体包括阳极导气通道、阳极扩散层、阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层、阴极扩散层、阴极导气通道。