燃料电池散热系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种燃料电池散热系统，其包括：冷却系统，包括冷却管路以及设于冷却管路上的冷却散热器，所述冷却管路延伸至燃料电池的电堆处，用于冷却电堆；所述冷却散热器包括相互热交换的冷源管路和换热管路，所述换热管路与所述冷却系统相连；空气系统，包括空气供气系统和空气排气系统，所述空气供气系统与所述空气排气系统通过燃料电池电堆相连；所述空气排气系统包括膨胀机，所述膨胀机通过排气管与所述冷却散热器中的冷源管路相连。本实用新型专利技术利用膨胀机降温之后的高速气流来给冷却散热器降温，增加了系统的最大散热能力，降低了风扇功耗，进一步提高了燃料电池系统的效率和最大输出功率。和最大输出功率。和最大输出功率。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池散热系统


[0001]本技术涉及一种电池散热系统，特别是涉及一种燃料电池散热系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，只需通入燃料和氧化剂就可以连续输出电能，具有能量转换率高、清洁环保和无需充电的优点，燃料电池汽车因为其续航里程长、加氢时间短的特点，已经成为新能源汽车发展的重要方向。
[0003]燃料电池的电效率一般为50％，说明每发出1KW的电就会产生1KW的热，产生大量的热必须通过冷却液及时带走，以使燃料电池内部的温度保持稳定，否则会影响电化学的反应速率并影响燃料电池的寿命。现有技术中冷却液带走电堆内部的温度后循环至电堆外部，通过散热器(如空冷风扇)与环境换热实现冷却液的冷却，为了实现更高的电池效率和输出功率，需增加新的空冷风扇使用，但空冷风扇的能耗较高。
[0004]因此需要一种低功耗、散热效率高的燃料电池散热系统。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种燃料电池散热系统，用于增加系统的最大散热能力，降低风扇功耗，进一步提高燃料电池系统的效率和最大输出功率。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种燃料电池散热系统，其包括：
[0007]冷却系统，包括冷却管路以及设于冷却管路上的冷却散热器，所述冷却管路延伸至燃料电池的电堆处，用于冷却电堆；所述冷却散热器包括相互热交换的冷源管路和换热管路，所述换热管路与所述冷却管路相连；
[0008]空气系统，包括空气供气系统和空气排气系统，所述空气供气系统与所述空气排气系统通过燃料电池电堆相连；
[0009]所述空气排气系统包括膨胀机，所述膨胀机通过排气管与所述冷却散热器中的冷源管路相连。
[0010]如上所述，本技术的一种燃料电池散热系统，具有以下有益效果：所述空气供气系统将空气输出给所述电堆，空气中的氧气在电堆处与氢气发生电化学反应，产生电量，并通过空气排气系统排出废气；伴随着电量的产生，也产生了大量的热量，为了保持电堆的稳定和安全，所述燃料电池散热系统通过冷却系统来与外界进行热交换，将电堆的热量传递出去，为了更好地实现热交换，在所述冷却管路中设置有所述冷却散热器；所述冷却散热器通过所述换热管路与冷却管路相连，所述冷却液流经冷却散热器并在冷却散热器处进行热交换，通过所述冷源管路与所述排气管相连，利用经过膨胀机膨胀降温之后的高速气流来给冷却散热器进行降温。本技术的一种燃料电池散热系统通过利用膨胀机降温之后的高速气流来给冷却散热器降温，增加了系统的最大散热能力，降低风扇功耗，进一步提高
燃料电池系统的效率和最大输出功率。
[0011]优选的，所述冷却系统还包括主散热器，所述冷却散热器与所述主散热器串联设置在所述冷却系统中，所述主散热器进一步提高了燃料电池散热系统的散热能力，并且使用串联设置便于安装维护。
[0012]优选的，所述燃料电池散热系统还包括控制器，以及设于所述电堆的进、出口处的温度传感器，以及设于冷却管路上的调温阀，所述温度传感器以及调温阀均与控制器相连。在低温启动时，温度传感器检测到所述电堆的进口或出口为低温，控制器控制调温阀关闭冷却液流往主散热器和冷却散热器的通路，开启冷却液直接通往电堆的通路，实现冷却液的小循环，即冷却液不经过冷却散热器，此时膨胀机正常运转，不会起到辅助散热的作用；当温度传感器检测到温度达到预设温度时，控制器控制调温阀逐渐关闭冷却液直接通往电堆的通路，开启冷却液流往主散热器和冷却散热器的通路，实现冷却液的大循环，此时冷却液经过冷却散热器，此时膨胀机正常运转，可以起到辅助散热的作用。
[0013]优选的，所述冷却系统还包括主散热器，所述冷却散热器与所述主散热器并联设置在所述冷却管路中，因为主散热器的入口水温不会被冷却散热器降低，可以更好的利用主散热器的散热能力。
[0014]优选的，所述燃料电池散热系统还包括控制器，以及设于所述电堆的进、出口处的温度传感器，以及设于与所述冷却散热器相连的冷却支路上的控制阀，控制阀用于控制所述换热管路中冷却液流量大小，所述温度传感器以及控制阀均与控制器相连。当所述温度传感器检测到的温度的偏离设定的标准值时，可以通过调节所述控制阀流量的大小来分配流经主散热器和冷却散热器的流量，进而调节散热系统的散热效率，从而得到控制电堆进出口温度的目的。
[0015]优选的，所述空气处理组件通过换热器与所述空气压缩组件相连，所述空气系统还包括换热器，所述换热器包含两条独立的管路，其中一条连通所述空气供气系统；另一条连通所述空气排气系统，设置于所述电堆与所述膨胀机之间；所述换热器也包括冷却介质，两条管路的高温气体在换热器中可以与冷却介质进行热交换；也可以直接相互进行管路与管路之间的气体
‑
气体热交换。
附图说明
[0016]图1显示为本技术一种电池散热系统中的主散热器与冷却散热器串联的示意图。
[0017]图2显示为本技术一种电池散热系统中的主散热器与冷却散热器并联的示意图。
[0018]元件标号说明
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空气系统
[0020]11
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空滤
[0021]12
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压气机
[0022]13
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膨胀机
[0023]14
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换热器
[0024]15
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中冷器
[0025]16
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增湿器
[0026]17
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进气阀
[0027]18
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排气阀
[0028]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却系统
[0029]21
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调温阀
[0030]22
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主散热器
[0031]23
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冷却风扇
[0032]24
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冷却散热器
[0033]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电堆
[0034]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
供氢系统
具体实施方式
[0035]以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池散热系统，其特征在于，包括：冷却系统，包括冷却管路以及设于冷却管路上的冷却散热器，所述冷却管路延伸至燃料电池的电堆处，用于冷却电堆；所述冷却散热器包括相互热交换的冷源管路和换热管路，所述换热管路与所述冷却系统相连；空气系统，包括空气供气系统和空气排气系统，所述空气供气系统与所述空气排气系统通过燃料电池电堆相连；所述空气排气系统包括膨胀机，所述膨胀机通过排气管与所述冷却散热器中的冷源管路相连。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池散热系统，其特征在于：所述冷却系统还包括主散热器，所述冷却散热器与所述主散热器串联设置在所述冷却系统中。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池散热系统，其特征在于：所述燃料电池散热系统还包括控制器，以及设于所述电堆的进、出口处的温度传感器，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，赵雄，
申请(专利权)人：上海重塑能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：