[发明专利]燃料电池热管理系统

说明书

本发明公开一种燃料电池热管理系统，其包括换热器、第一循环回路和第二循环回路，换热器包括第一通道和第二通道；第一循环回路连通于第一通道的两端，第一循环回路串联有液体冷源；第二循环回路连通于第二通道的两端，第二循环回路包括依次串联的水泵、电堆总成和第一三通阀，第一三通阀的分流口连通于水泵与第二通道之间。本发明中的燃料电池热管理系统通过第一循环回路、换热器和第二循环回路配合，实现电堆总成换热冷却，通过液体与液体换热，换热效率高且噪音小。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种燃料电池热管理系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，以下简称PEMFC)是一种以氢气和氧气为原料进行电化学反应生成水、同时将化学能转化成电能的电化学发电装置，其具有清洁、高效、节能环保、能量转化率高等特点。温度是影响燃料电池性能的重要因素之一，对PEMFC的气体传输特性、膜的含水量、催化层的催化特性、输出特性甚至工作寿命都会产生不同程度的影响。PEMFC在工作过程中除了产生电能，约有一半的能量以热能形式输出，因此必须及时将多余的热量排出，以维持系统工作温度的稳定。目前热管理系统冷却方式通常使用液-风热交换的散热器，此种散热器换热效率相对较低且噪音高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种燃料电池热管理系统，以解决传统热管理系统使用散热器冷却换热效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出的燃料电池热管理系统包括换热器、第一循环回路和第二循环回路，所述换热器包括第一通道和第二通道；所述第一循环回路连通于所述第一通道的两端，所述第一循环回路串联有液体冷源；所述第二循环回路连通于所述第二通道的两端，所述第二循环回路包括依次串联的水泵、电堆总成和第一三通阀，所述第一三通阀的分流口连通于所述水泵与所述第二通道之间；

所述第二循环回路还包括串联在所述水泵与所述电堆总成之间的冷却液过滤器；

所述燃料电池热管理系统还包括稳压支路，所述稳压支路依次串设有阻力部件和膨胀水箱，所述阻力部件连通于所述水泵与所述冷却液过滤器之间，所述膨胀水箱连通于所述第二通道与所述水泵之间；

所述第二循环回路的数量为多个，多个所述第二循环回路并联设置，各所述第二循环回路均对应设置有所述稳压支路。

可选地，所述第一循环回路还包括串联在所述第一通道两端的第一控制阀和第二控制阀，所述第二循环回路还包括串联在所述第二通道两端的第三控制阀和第四控制阀。

可选地，所述稳压支路还包括去离子器，所述去离子器的一端与所述电堆总成的冷却液出口连通，所述去离子器的另一端连通于所述阻力部件与所述膨胀水箱之间。

可选地，各所述第二循环回路还包括串联在所述第二通道与所述水泵之间的开关阀。

可选地，所述电堆总成和所述第一三通阀串联形成电堆换热支路，所述电堆换热支路的数量为多个，多个所述电堆换热支路并联设置于所述水泵和所述第二通道之间。

可选地，所述水泵的两端设置有第一截止阀和第二截止阀。

可选地，所述第二循环回路还包括串联在所述电堆总成与所述第一三通阀之间的第二三通阀，且所述第二三通阀的分流口通过连接管连通于所述第二通道与所述水泵之间，所述连接管上设置有加热器。