一种燃料电池热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池热管理系统，属于燃料电池领域。本燃料电池热管理系统包括电堆、节温器、散热部件、水泵、水箱、去离子罐和常开电磁阀，且燃料电池的热管理系统构成有L1回路和L3回路，L1回路包含节温器和水泵；L3回路包含常开电磁阀、去离子罐和水箱，水箱的入口与水泵的入口连接，去离子罐连接在水箱和常开电磁阀之间，常开电磁阀的出口与散热部件的出口连接。由于启动过程中，L3回路与L2回路并联，导致热容较大、暖机时间较长，甚至导致冷启动失败等，其通过在L3回路增加常开电磁阀，可以在启动时通过关闭L3回路提高系统的动态特性；而在常规运行中，则可以通过保持常开电磁阀打开，满足降低电导率、补液排气的功能。补液排气的功能。补液排气的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池热管理系统


[0001]本技术涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池热管理系统。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池的工作原理是氢气和氧气发生电化学反应，生成水的同时输出电能。由于燃料电池单体的电压通常小于1V,在实际应用时，需要将上百片单体串联组成燃料电池电堆，并匹配相应的外围附件，构成燃料电池系统。
[0003]热管理系统是燃料电池的关键子系统之一，其承担着保证电堆的正常启动和运行的暖机散热需求等。并且，由于燃料电池电堆是高电压零部件，因此为保证热管理系统较低的电导率要求，通常会在系统中安装有按需求更换保养的去离子罐。
[0004]现有的方案有将去离子罐放置在燃料电池系统小循环回路。但是，由于去离子罐是维修保养零部件，将去离子罐放置在小循环回路，更换保养较为复杂。
[0005]因此，亟需提供一种便于更换且安全的燃料电池热管理系统，以解决现有技术中去离子罐放置在小循环回路，更换保养较为复杂的技术问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种燃料电池热管理系统，在保证系统绝缘安全的前提下，兼顾了燃料电池热管系统的维修便利性、高压安全性和动态特性。
[0007]为实现上述目的，提供以下技术方案：
[0008]本技术提供了一种燃料电池热管理系统，包括电堆、节温器、散热部件、水泵、水箱、去离子罐和常开电磁阀，且所述燃料电池的热管理系统构成有L1回路和L3回路，所述L1回路包含所述节温器和所述水泵；所述L3回路包含所述常开电磁阀、所述去离子罐和所述水箱，所述水箱的入口与所述水泵的入口连接，所述去离子罐连接在所述水箱和所述常开电磁阀之间，所述常开电磁阀的出口与所述散热部件的出口连接。
[0009]进一步地，所述节温器的入口连接所述水泵的出口，所述节温器的出口连接所述电堆的入口。
[0010]进一步地，所述燃料电池热管理系统还构成有L2回路，所述L2回路包含所述散热部件，所述散热部件的入口连接所述水泵的出口，所述散热部件的出口连接所述节温器的出口，所述L2回路与所述L3回路并联。
[0011]进一步地，所述电导率仪一端连接所述水入温度传感器、另一端连接所述节温器的出口。
[0012]进一步地，所述燃料电池的热管理系统还包括水入温度传感器，所述水入温度传感器一端连接在所述电堆的入口端、另一端连接所述电导率仪的出口端。
[0013]进一步地，所述燃料电池的热管理系统还包括水出温度传感器，所述水出温度传感器一端连接在所述电堆的出口端、另一端连接所述水泵的入口端。
[0014]进一步地，述散热部件包括散热器和散热风扇。
[0015]进一步地，所述散热部件还包括散热器入口温度传感器，所述散热器入口温度传感器设置在所述散热器的入口处。
[0016]进一步地，所述水箱中设置有液位传感器。
[0017]进一步地，所述燃料电池热管理系统的控制方法包括如下步骤：
[0018]S100：判断电导率数值是否低于目标值，若是，则转入S300，若否，则转入S200；
[0019]S200：降低电导率；
[0020]S300：根据是否需要冷启动及快速暖机判断是否需要关闭常开电磁阀。
[0021]与现有技术相比，本技术提供的燃料电池热管理系统，L3回路为降低热管理系统的电导率，补液排气等。由于启动过程中，L3回路与L2回路并联，导致燃料电池热管理系统的热容较大，导致暖机时间较长，甚至导致冷启动失败等，其通过在L3回路增加常开电磁阀，可以在启动时通过关闭L3回路提高系统的动态特性；而在常规运行中，则可以通过保持常开电磁阀打开，满足降低电导率、补液排气的功能。另外，去离子罐是维修保养零部件，通过将去离子罐放置在L3回路，可以在保证系统绝缘安全的前提下，提高维修便利性。
附图说明
[0022]图1为本实施例的燃料电池热管理系统的结构示意图；
[0023]图2为本实施例燃料电池热管理系统的控制方法的流程图。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
电堆；2
‑
水入温度传感器；3
‑
电导率仪；4
‑
节温器；5
‑
水箱；6
‑
去离子罐；7
‑
常开电磁阀；8
‑
散热部件；81
‑
散热风扇；82
‑
散热器；83
‑
散热器入口温度传感器；9
‑
水泵；10
‑
水出温度传感器。
具体实施方式
[0026]为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]如图1所示，本实施例提供了一种燃料电池热管理系统，包括电堆1、节温器4、散热部件8、水泵9、水箱5、去离子罐6和常开电磁阀7，且燃料电池的热管理系统构成有L1回路和L3回路，L1回路包含节温器4和水泵9；L3回路包含常开电磁阀7、去离子罐6和水箱5，水箱5的入口与水泵9的入口连接，去离子罐6连接在水箱5和常开电磁阀7之间，常开电磁阀7的出口与散热部件8的出口连接，L3回路为降低热管理系统的电导率、补液排气等。
[0028]具体地，节温器4的入口连接水泵9的出口，节温器4的出口连接电堆1的入口。
[0029]进一步地，燃料电池热管理系统还构成有L2回路，L2回路包含散热部件8，散热部件8的入口连接水泵9的出口，散热部件8的出口连接节温器4的出口，L2回路与L3回路并联。另外本实施例中L1回路和L2回路也为并联状态，其中L1中的节温器4越过了散热部件8。
[0030]优选地，燃料电池热管理系统还包括水入温度传感器2、水出温度传感器10和电导率仪3。具体地，电导率仪3一端连接电堆1的入口端、另一端连接节温器4的出口。水入温度
传感器2一端连接在电堆1的入口端、另一端连接电导率仪3的出口端。水出温度传感器10一端连接在电堆1的出口端、另一端连接水泵9的入口端。
[0031]具体地，本实施例的散热部件8包括散热器82和散热风扇81，电堆1的部分热量通过散热部件8散失到环境中去。优选地，散热部件8还包括散热器入口温度传感器83，散热器入口温度传感器83设置在散热器82的入口处。
[0032]优选地，水箱5中设置有液位传感器，用于检测水箱5中水的多少，便于在水含量少的时候及时补充。
[0033]如图2所示，本技术还提供了一种上述燃料电池热管理系统的控制方法，控制方法包括如下步骤：
[0034]S100：开始；
[0035]S200：判本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，包括电堆（1）、节温器（4）、散热部件（8）、水泵（9）、水箱（5）、去离子罐（6）和常开电磁阀（7），且所述燃料电池的热管理系统构成有L1回路和L3回路，所述L1回路包含所述节温器（4）和所述水泵（9）；所述L3回路包含所述常开电磁阀（7）、所述去离子罐（6）和所述水箱（5），所述水箱（5）的入口与所述水泵（9）的入口连接，所述去离子罐（6）连接在所述水箱（5）和所述常开电磁阀（7）之间，所述常开电磁阀（7）的出口与所述散热部件（8）的出口连接。2.根据权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述节温器（4）的入口连接所述水泵（9）的出口，所述节温器（4）的出口连接所述电堆（1）的入口。3.根据权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池热管理系统还构成有L2回路，所述L2回路包含所述散热部件（8），所述散热部件（8）的入口连接所述水泵（9）的出口，所述散热部件（8）的出口连接所述节温器（4）的出口，所述L2回路与所述L3回路并联。4.根据权利要求2所述的燃料电池热管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴旺，盛有冬，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：