[发明专利]一种用于氢能源汽车的电堆散热系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于氢能源汽车的电堆散热系统及其方法，属于技术领域。本发明包含换热系统，散热系统和喷淋系统，换热系统包括通过燃料电池的液冷管路以及液冷管路通过的换热器及传热装置；散热系统包括压缩机或两相泵的一种，以及冷媒管路和该冷媒管路通过的散热器，散热器上带有散热风扇，汽化喷淋系统包括电堆排水收集装置、喷淋管，在喷淋管输出端安装的喷头。本发明通过收集燃料电池反应生产的水喷洒到散热器上，实现相变蒸发冷却的功能，从而达到高效散热的目的。同时，利用散热器的热量对排水进行加热汽化处理，能有效的防止路面湿滑，保证燃料电池在正常的工作范围，提高燃料电池电转化效率，延长使用寿命。

技术领域

本发明属于电堆散热技术领域，特别是涉及一种用于氢能源汽车的电堆散热系统及其方法。

背景技术

车载氢燃料电池堆中氢气与空气中氧气发生化学反应，除了电能外也产生一定量热能，热量会影响燃料电池堆的性能，采用常规散热器冷却燃料电池电堆冷却液。常规使用方法是普通纯净水和乙二醇混合液通过散热器壁面传导与燃料电池电堆冷却液进行热交换，将燃料电池冷却液降低到要求温度范围，常规散热器效率低，不利于车载燃料电池氢气使用效率，同时无法解决生成的水排到路面上，造成路面湿滑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于氢能源汽车的电堆散热系统及其方法，利用散热器的热量对排水进行加热汽化处理，能有效的防止路面湿滑，保证燃料电池在正常的工作范围，提高燃料电池电转化效率，延长使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于氢能源汽车的电堆散热系统，包括安装于车内的燃料电池，其特征在于，包括散热管路系统：包括热传输装置、冷媒管路以及该冷媒管路通过的散热器，所述冷媒管路上安装有热传输装置，所述冷媒管路还穿过换热器汽化喷淋管路系统：包括连接燃料电池出液口的喷淋管，以及喷淋管输出端安装的喷头，所述喷头朝向散热器，换热管路系统：包括液冷管路以及换热器，所述冷夜管路上穿过燃料电池和换热器，通过热传输装置将换热器上热量传输至流经该热传输装置中冷媒。

进一步地，所述热传输装置工作后，将散热器表面的温度提升至至少100℃，在进行散热时，散热器的温度高于换热器的温度，优选的高出的范围为5％-100％。

进一步地，还包括用于检测燃料电池、板式换热器和散热器温度的温度监测单元以及接收该温度监测单元的温度信息并用于控制执行器动作的的控制单元，所述执行器包括安装于喷淋管上的喷淋泵、安装于液冷管路的冷夜循环泵。

进一步地，所述散热器上安装有散热风扇。

进一步地，热传输装置工作时，在换热器中的冷媒处于低压状态，冷媒由液态转为气态，通过相变蒸发吸收换热器内的热量，在散热器内部的冷媒处于高压状态，冷媒将由气态转为液态，液化放热，从而实现换热器到散热器的热量转移。

进一步地，所述热传输装置为压缩机或双相泵的一种。

进一步地，所述喷淋管连通有集液箱。

进一步地，电堆散热系统无换热管路系统，热传输装置变更为循环泵，散热管路系统中冷媒管路穿过燃料电池进行热传导。

一种用于氢能源汽车的电堆散热方法，包括接收温度监测单元所测得温度数据，判断用于监测燃料电池温度的温度传感器所发送的温度数值是否达到控制单元所设定阈值，若达到，控制喷淋泵工作，将水喷洒至散热器上通过喷淋水蒸发对散热器散热，同时继续控制散热风扇工作。

进一步地，控制单元控制喷淋泵工作时，其接收的温度数据数值至少为80℃。

本发明具有以下有益效果：