[发明专利]一种多堆燃料电池系统的水热管理集成装置及其工作方法

权利要求书

1.一种多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，包括：

热交换单元，包括节温器(4)、与节温器(4)的一个流道阀口相连通的加热器(5)、与节温器(4)的另一个流道阀口相连通的散热器、与加热器(5)相连通的去离子器(9)、水箱(11)、与水箱(11)相连接的水泵(12)、及与水泵(12)相连接的热交换旁通阀(16)，且所述去离子器(9)和散热器均与水箱(11)相连通；

空气中冷单元，包括中冷器组(31)，所述中冷器组(31)的进水端与热交换旁通阀(16)的一个出水端相连接，所述中冷器组(31)的出水端与节温器(4)的进水阀口相连通；所述空气中冷单元还包括空气进气模块(1)，所述空气进气模块(1)与中冷器组(31)相连通；

并联冷却液管道单元，包括入堆冷却液管路(19)和出堆冷却液管路(23)，所述入堆冷却液管路(19)和出堆冷却液管路(23)的数量均与多堆燃料电池(21)中的燃料电池单堆(22)的数量相等；全部入堆冷却液管路(19)分别与全部燃料电池单堆(22)的入口相连通，且全部入堆冷却液管路(19)均与热交换旁通阀(16)的另一个出水端相连接；全部出堆冷却液管路(23)分别与全部燃料电池单堆(22)的出口相连通，且全部出堆冷却液管路(23)均与节温器(4)的进水阀口相连通；

所述并联冷却液管道单元还包括分流器组(18)，全部所述入堆冷却液管路(19)通过分流器组(18)与热交换旁通阀(16)的另一个出水端相连接。

2.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，所述散热器包括散热风扇(7)。

3.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，所述空气中冷单元还包括中冷器入口旁通阀组(29)，所述中冷器组(31)的进水端通过中冷器入口旁通阀组(29)与热交换旁通阀(16)的一个出水端相连接。

4.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，所述空气中冷单元还包括中冷器出口混合器(30)，所述中冷器组(31)中全部中冷器的出水口均与中冷器出口混合器(30)相连通，且所述中冷器出口混合器(30)与节温器(4)的进水阀口相连通。

5.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，所述空气进气模块(1)与中冷器组(31)之间的连通管路上设有空气流量传感器(2)和空气压力表(3)。

6.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，还包括控制器，所述节温器(4)、散热器、水泵(12)、热交换旁通阀(16)及分流器组(18)均与控制器相连接。

7.根据权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置，其特征在于，所述并联冷却液管道单元还包括出堆混合器(24)，全部所述出堆冷却液管路(23)均与出堆混合器(24)相连通，所述出堆混合器(24)与节温器(4)的进水阀口相连通。

8.一种如权利要求1所述多堆燃料电池系统的水热管理集成装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

在多堆燃料电池系统启动阶段，且当多堆燃料电池系统中的冷却液的温度小于或等于设定温度值时；热交换单元中的节温器(4)，关闭流向散热器方向的流道阀口、并开启流向加热器(5)方向的流道阀口，多堆燃料电池(21)中流出的冷却液依次经过节温器(4)、加热器(5)、以及去离子器(9)后流入水箱(11)，且加热器(5)对流经的冷却液进行加热，去离子器(9)去除流经的冷却液中的导电离子，水泵(12)再将水箱(11)中冷却液输送至多堆燃料电池(21)中；

在多堆燃料电池系统启动成功后或多堆燃料电池(21)正常输出功率阶段，冷却液的温度处于设定温度范围，热交换单元中的节温器(4)，关闭流向加热器(5)方向的流道阀口、并开启流向散热器方向的流道阀口，多堆燃料电池(21)中流出的冷却液依次经过节温器(4)、散热器后流入水箱(11)，水泵(12)再将水箱(11)中冷却液输送至多堆燃料电池(21)中，且冷却液流经散热器后会降温。