[发明专利]燃料电池热管理系统和燃料电池热管理方法

权利要求书

1.一燃料电池热管理系统，包括：

一电堆，所述电堆具有一冷却进口和一冷却出口；

一管道组件，其中所述管道组件与所述电堆的所述冷却进口和所述冷却出口相连通；

一流量调控元件、一加热器、一热交换器以及一散热器，其中所述流量调控元件具有一进口、一第一出口、一第二出口、以及一第三出口，其中所述流量调控元件的所述进口通过所述管道组件与所述电堆的所述冷却出口相连通，所述散热器与所述流量调控元件的所述第一出口相连通，所述加热器与所述流量调控元件的所述第二出口相连通，所述热交换器与所述流量调控元件的所述第三出口相连通，并且所述加热器、所述热交换器以及所述散热器通过所述管道组件与所述电堆的所述冷却进口相连通；

其中，通过调整所述流量调控元件的所述第一出口、所述第二出口以及所述第三出口的开口状态而控制冷却介质的流向和流量，其中所述流量调控元件设有特定的阀门开度α1和α2，其中0°＜α1＜α2，并且所述流量调控元件在两个特定阀门开度之间形成一调控区间，设所述流量调控元件的阀门开度为α，当0°＜α＜α2时，所述流量调控元件的所述第二出口处于打开状态；当所述流量调控元件的阀门开度α＝α2时，所述流量调控元件的所述第三出口开始被打开。

2.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统，进一步包括一水泵，其中所述水泵通过所述管道组件与所述电堆的所述冷却进口相连通，并且所述加热器、所述热交换器以及所述散热器经所述管道组件被汇聚至所述水泵，由水泵将冷却介质泵至所述电堆。

3.根据权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其中所述流量调控元件基于一控制信号调整所述流量调控元件的所述第一出口、所述第二出口以及所述第三出口的打开、关闭以及开启面积，以控制所述冷却介质的流向和流量。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池热管理系统，其中所述流量调控元件为集成在一起的两个同轴球阀。

5.根据权利要求4所述的燃料电池热管理系统，其中所述管道组件包括一导入管路、一导出管路、一加热支路、一换热支路以及一散热支路，其中所述导入管路位于所述水泵和所述电堆之间，所述导出管路位于所述电堆和所述流量调控元件之间，所述加热支路、所述换热支路以及所述散热支路位于所述流量调控元件和所述水泵之间，其中所述加热器被可导通地设置于所述加热支路，所述热交换器被可导通地设置于所述换热支路，所述散热器被可导通地设置于所述散热支路，并且所述管道组件的所述加热支路、所述换热支路以及所述散热支路的各出口端被汇聚至所述水泵。

6.根据权利要求4所述的燃料电池热管理系统，其中所述流量调控元件通过阀门开度调控所述第一出口、所述第二出口以及所述第三出口的打开、关闭以及开启面积。

7.根据权利要求6所述的燃料电池热管理系统，其中所述流量调控元件设有特定的阀门开度α3，其中α2＜α3，并且所述流量调控元件在两个特定阀门开度之间形成一调控区间，当α2＜α＜α3时，随着所述流量调控元件的阀门开度增大，所述流量调控元件的所述第三出口逐渐被打开，并且当所述流量调控元件的阀门开度α＝α3时，所述流量调控元件的所述第三出口被完全打开。

8.根据权利要求7所述的燃料电池热管理系统，其中所述流量调控元件设有特定的阀门开度α4和α5，其中α3＜α4＜α5，当所述流量调控元件的阀门开度α＝α4时，所述流量调控元件的所述第二出口开始关闭，当α4＜α＜α5时，随着所述流量调控元件的阀门开度增大，所述流量调控元件的所述第一出口逐渐被打开，所述流量调控元件第二出口逐渐被关闭，并且当所述流量调控元件的阀门开度α＝α5时，所述流量调控元件的所述第三出口开始关闭。