【技术实现步骤摘要】
本技术属于清洁能源应用，具体地涉及一种车载多模块燃料电池温度管理装置。
技术介绍
1、燃料电池是一种将燃料和氧化剂中的化学能转变成电能的发电装置。由于燃料电池功率密度高，零排放污染，复杂环境适应性好，在固定式发电与车载式发电应用场景下有着广泛的应用推广。多模块燃料电池系统是指由多个燃料电池模块组成的系统，通常应用在电动汽车领域。在系统在运行过程中可以根据整车需求功率选择性的启用一个或多个模块，以达到最佳效率。
2、在车载多模块燃料电池的实际应用中，各个模块的启动温度是一个重要的工程参数，需要根据具体的应用场景和要求进行优化设计。具体地，当一个燃料电池模块启动时，需要快速从室温提升至正常工况温度，当室温较低时，该过程时间的增加将影响燃料电池的性能。对于车载多模块燃料电池来说，其根据车辆需求功率的不同，会存在不同时启用所有模块的情况。而处于未启用状态的模块温度较低，当车辆需求功率突然增大时，即启用全部模块时，处于未启用状态下的模块由于启动温度较低将严重影响整体启动性能，降低系统工作效率。
3、现有技术中往往引入加热装置对燃料电池进行温度保持，进而优化其启动性能。例如公开号为cn106898796a的中国专利文件公开了一种氢燃料电池启动系统及方法，其中，该氢燃料电池系统包括与电堆的冷却水路串联且与电堆的外部散热系统并联的水管路；在氢燃料电池启动进入工作状态时，电加热器加热水管路的水道，通过循环水道加热电堆。该技术解决了现有技术中氢燃料电池启动阶段因低温而无法高功率输出的问题，进而保证了氢燃料电池的快速启动，使电
4、但是上述氢燃料电池启动系统仅具备单一的整套加热环路，在面对多模块燃料电池不同电堆的不同工作状态时，无法针对性的对不同模块进行独立的加热或保温操作；并且过程中需要持续额外消耗电能，存在一定的能源浪费现象。
技术实现思路
1、本技术的目的是为了提供一种车载多模块燃料电池温度管理装置，该装置通过多个回路对不同的燃料电池模块的电堆进行温度调节，可以对不同模块进行针对性的预加热，保证各模块处于良好的启动环境；并且在长时间的调节过程中，不需要持续消耗电能进行加热，较为节能。
2、一种车载多模块燃料电池温度管理装置，包含电堆和用于调控所述电堆温度的温度循环器，其特征在于，所述温度循环器包含多个循环回路和用于将多个所述循环回路连通的并接管路，还包含设置在所述循环回路与所述并接管路之间的三通阀组件；所述三通阀组件用于控制所述温度循环器中冷却液的流向。
3、由此，电堆是每个燃料电池模块的核心反应部件，每个模块均包含一个电堆。热调节装置主要由多个热循环器组成，其中一套多模块燃料电池由一个热调节装置进行温度辅助，其中，热调节装置中包含的热循环器的数量与电堆的数量相同，即一个热调节装置对一个电堆进行温度辅助。
4、在车辆处于低功率运行状态时，其拥有的所有电堆将分成启动电堆和未启动电堆，其中，处于工作中的启动电堆由于自身反应放热，处于较高的温度状态，而未启动电堆受到环境温度的影响，其电堆温度低于正常工况温度，当车辆需要满功率运行时，需要额外启动上述未启动电堆，在上述过程中，热循环器将实时保持未启动电堆的温度，增加其启动性能。
5、热循环器由管道和安装在管道上的三通阀组成，其管道中流动装有冷却液，不同的热循环器由并接管道相互连通，由三通阀控制冷却液流向。当冷却液流经接触工作电堆的管道部分时，将被工作电堆发出的热量加热，此时高温冷却液将沿管道和三通阀流向并接管道，通过并接管道流动至其他与未工作电堆接触的热循环器管道。此时高温冷却液流经与未工作电堆接触的热循环器的管道部分，热量将从高温冷却液转移至该未工作电堆，未工作电堆的温度得到保持，当其被唤醒启动时，较高的启动温度将大大增加其启动性能，从而增强整个车辆高功率响应能力。并且上述过程不需要外部加热器持续介入，可节省额外的电能消耗。
6、作为本技术的优选，所述循环回路包含大循环回路和小循环回路，所述大循环回路上设置有用于为冷却液降温的制冷组件；所述小循环回路上设置有用于加热冷却液的ptc升温组件。
7、由此，如整车需求功率不高，可由单模块燃料电池系统工作供能，即快速启动一个回路，此时，所有电堆的温度均未达到最佳启动温度，为了达到快速启动的目的，所需启动的单模块燃料电池系统中的电堆对应的循环回路中的小循环回路优先介入启动，该小循环回路上设置有用于加热冷却液的ptc升温组件，ptc升温组件是一种利用正温度系数材料的加热元件，其在一定温度下具有较高的电阻率，当通过电流时会产生热量，此热量传递至低温冷却液时，可加热冷却液，进而对电堆进行加热。此时三通阀组件通过特定的连通方式关闭所有的并接管路，小循环回路只对当前电堆进行快速加热。大循环回路的管道中的冷却液不流经ptc加热组件，该回路中设置有用于为冷却液降温的制冷组件，当整车需求功率不高，可由单模块燃料电池系统工作供能，且上述单模块对应的电堆处于正常工作模式时，其自身会散发大量热量，该热量通过冷却液在大循环回路中的传递流经制冷组件，制冷组件可以由现有技术中的风扇或半导体散热器构成，对高温冷却液进行散热。
8、作为本技术的优选，所述三通阀组件包含用于切换所述大循环回路和所述小循环回路通路状态的第一阀门。
9、第一阀门位于大循环回路和小循环回路的共同流通路段上，其控制两个回路的方向节点，根据其自身打开阀门通路的不同，可以使得小循环回路和大循环回路灵活切换。
10、作为本技术的优选，所述循环回路包含与所述电堆贴合，用于进行热传导的导热管路。
11、导热管路直接抵触电堆的散热位，通过热传导的方式将电堆中的热量直接传递给其中的冷却液，再由冷却液将温度传导至其他循环回路或由制冷组件降温带走热量。
12、作为本技术的优选，所述导热管路与所述第一阀门之间设置有用于为冷却液提供动力的循环泵。
13、当连通的管道中同时存在温度不均匀的冷却液时，根据热力学定理，其高温冷却液和低温冷却液将自动形成环流流动，但是此种循环流动的速度较慢，因此在导热管路与第一阀门之间设置一个循环泵，该循环泵用于为循环管道中的冷却液提供持续动力，该种动力可以将一个循环回路中的冷却液同时压送至与其相邻的多个循环回路中，实现多模块温度管理功能。
14、作为本技术的优选，该种车载多模块燃料电池温度管理装置还包含与所述三通阀组件、所述制冷组件、所述ptc升温组件和所述循环泵电连接的plc控制器。
15、为了实现本燃料电池温度控制系统的自动管理功能，设置plc控制器。plc控制器具备高功率控制和高稳定性的优点。其分别与三通阀组件、制冷组件、ptc升温组件和循环泵连接，且控制数量不只一套，本燃料电池温度控制系统中包含多个循环回路，每个回路中均包含一套上述部件。一个plc控制器对所有可控部件进行控制。由此，可以综合实现对上述多个循环回路的全面指挥调度。
1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车载多模块燃料电池温度管理装置，包含电堆(1)和用于调控所述电堆(1)温度的温度循环器(2)，其特征在于，所述温度循环器(2)包含多个循环回路(21)和用于将多个所述循环回路(21)连通的并接管路(22)，还包含设置在所述循环回路(21)与所述并接管路(22)之间的三通阀组件(23)；所述三通阀组件(23)用于控制所述温度循环器(2)中冷却液的流向。
2.根据权利要求1所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述循环回路(21)包含大循环回路(211)和小循环回路(212)，所述大循环回路(211)上设置有用于为冷却液降温的制冷组件(3)；所述小循环回路(212)上设置有用于加热冷却液的PTC升温组件(4)。
3.根据权利要求2所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述三通阀组件(23)包含用于切换所述大循环回路(211)和所述小循环回路(212)通路状态的第一阀门(231)。
4.根据权利要求3所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述循环回路(21)包含与所述电堆(1)贴合，用于进行热传
5.根据权利要求4所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述导热管路(24)与所述第一阀门(231)之间设置有用于为冷却液提供动力的循环泵(5)。
6.根据权利要求5所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，该种车载多模块燃料电池温度管理装置还包含与所述三通阀组件(23)、所述制冷组件(3)、所述PTC升温组件(4)和所述循环泵(5)电连接的PLC控制器。
7.根据权利要求6所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，每个所述导热管路(24)上均贴合有与所述PLC控制器电连接的且用于采集和反馈所述电堆(1)温度的热敏电阻传感器。
8.一种车载多模块燃料电池，其特征在于，包含权利要求1-7任意一项所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置。
...【技术特征摘要】
1.一种车载多模块燃料电池温度管理装置，包含电堆(1)和用于调控所述电堆(1)温度的温度循环器(2)，其特征在于，所述温度循环器(2)包含多个循环回路(21)和用于将多个所述循环回路(21)连通的并接管路(22)，还包含设置在所述循环回路(21)与所述并接管路(22)之间的三通阀组件(23)；所述三通阀组件(23)用于控制所述温度循环器(2)中冷却液的流向。
2.根据权利要求1所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述循环回路(21)包含大循环回路(211)和小循环回路(212)，所述大循环回路(211)上设置有用于为冷却液降温的制冷组件(3)；所述小循环回路(212)上设置有用于加热冷却液的ptc升温组件(4)。
3.根据权利要求2所述的一种车载多模块燃料电池温度管理装置，其特征在于，所述三通阀组件(23)包含用于切换所述大循环回路(211)和所述小循环回路(212)通路状态的第一阀门(231)。
4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛铭，李春，柴良勇，刘明春，樊海梅，赵舟，
申请(专利权)人：金龙联合汽车工业苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。