一种车用燃料电池水冷散热系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车用燃料电池水冷散热系统，主要包括水箱罐(3个液位)(1)、水泵(2)、电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)、PEM燃料电池电堆(8)、压力传感器(9)、温度传感器(10)。本发明专利技术还公开了上述一种车用燃料电池水冷散热系统的工作方法。在实验过程中，当电堆需要散热时，水泵(2)会从水箱罐(1)中汲水自动进行补水，依次经过电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)等的检测处理，进入电堆帮助散热，然后从电堆(8)出来的水再次进入水箱罐，从而实现了一个简单的水冷散热循环；这样，燃料电池电堆便可快速散热，既提高了实验效率，又实现了水的循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池
，具体涉及一种车用燃料电池水冷散热系统及工作方法。
技术介绍
燃料电池自发展以来，已有碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等诸多种类。其中，质子交换膜燃料电池因其具有低温启动快、效率高、能量密度大、噪音低和无污染等优点，被认为最有可能替代内燃机成为下一代车用动力装置。燃料电池因其高能量转化效率、低排放、噪音低等优点，作为一种车用新能源，越来越成为研究的热点，其中电堆散热也成为研究的重点。在对燃料电池性能进行评估时，必须通过多次实验测试，在这过程中电堆会被多次加热，因此电堆散热问题就值得关注。专利(CN200620050702.1)给出了风冷散热的途径和方法，但散热效率比水冷散热较低，对燃料电池电堆的保护效果较差，因此还有待提高。因此需要对燃料电池流的散热效率进行研究，提出更具有可行性的燃料电池散热系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提高质子交换膜燃料电池的散热效率，提出了一种水冷散热系统，，既实现了电堆的快速散热，又实现了水的循环利用。本专利技术通过如下技术方案来实现：一种燃料电池多参数优化测试系统，主要包括水箱罐、水泵、风冷散热器、压力传感器、温度传感器、PEM燃料电池电堆、压力传感器、温度传感器。其中，水箱罐中的冷却水经水泵进入PM燃料电池；水箱罐与PM燃料电池之间的管路上依次设置有电导率检测仪、涡轮流量计、风冷散热器、压力传感器、温度传感器；从PM燃料电池流出的冷却水则回流至水箱罐；PM燃料电池至水箱罐之间的冷却水管路上依次设置有压力传感器、温度传感器。进一步地，本专利技术的水箱罐具有3个液位。本专利技术还提供了上述一种车用燃料电池水冷散热系统的工作方法：对燃料电池性能测试实验中，当电堆需要散热时，水泵从水箱罐中汲取冷却水；冷却水依次经过电导率检测仪检测纯度、经涡轮流量计检测流量、经风冷散热器加速散热处理，再经压力传感器检测水温、经温度传感器检测水压后进入PEM燃料电池，对PM燃料电池进行散热；散热处理后从PM燃料电池出来的冷却水经压力传感器和温度传感器检测后进入水箱罐。本专利技术是使水从水箱罐依次经过电导率检测仪、涡轮流量计、风冷散热器等的检测和处理，进入电堆对电堆进行散热，散热完后再次回到水箱罐实现水的循环利用，从而形成一个简单的水冷散热系统。在燃料电池测试实验中，采用本专利技术可以对加热后的电堆进行快速降温，提高了实验效率，一定程度上保护了电堆，实验仪器也得到一定保护。并且此系统实现了水的循环利用，比较环保。附图说明图1是本专利技术车用燃料电池水冷散热系统的总体方案流程图。图中：1-水箱罐(3个液位)，2-水泵，3-电导率检测仪，4-涡轮流量计，5-风冷散热器，6-压力传感器，7-温度传感器，8-PEM燃料电池电堆，9-压力传感器，10-温度传感器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：如图1所示，本专利技术的一种车用燃料电池水冷散热系统，主要包括水箱罐1、水泵2、电导率检测仪3、涡轮流量计4、风冷散热器5、压力传感器6、温度传感器7、PEM燃料电池电堆8、压力传感器9、温度传感器10。水箱罐1中的水经水泵2进入PM燃料电池8，对燃料电池堆进行散热。水箱罐1与PM燃料电池8之间的管路上依次设置有电导率检测仪3、涡轮流量计4、风冷散热器5、压力传感器6、温度传感器7。气体进入PEM燃料电池8之前经压力传感器6和温度传感器7进行检测，以便对燃料电池的工作参数及时调整。本专利技术的水箱罐1具有至少3个液位，低于最低液位时可经水泵2智能补水，高于最高液位时则智能报警。从PM燃料电池8流出的冷却水则回流至水箱罐1。PM燃料电池8至水箱罐1之间的冷却水管路上依次设置有压力传感器9、温度传感器10。压力传感器9和温度传感器10的度数可进一步监测燃料电池是否工作在正常参数范围内。本专利技术的一种燃料电池多参数优化测试系统的工作原理描述如下：根据附图1，在对燃料电池性能测试实验中，当电堆需要散热时，水泵2会从水箱罐1中汲水自动进行补水，依次经过电导率检测仪3检测水的纯度、涡轮流量计4检测水的流量、风冷散热器5加速散热等一系列的处理，再经压力传感器6和温度传感器7检测水温、水压后进入燃料电池堆做散热处理，散热处理后从PM燃料电池8出来的的水再次经过压力传感器9和温度传感器10检测后进入水箱罐1，既实现了燃料电池堆的散热，也实现了水的循环利用。本专利技术系统的燃料电池可以作为便携电源、小型移动电源、车载电源、备用电源等使用。也可以工作在汽车、火车、船舶等交通工具上。同时，燃料电池生成的电还可供车载其它电器设备使用，用于驾驶室制冷、座椅加热、音响等。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本专利技术不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本专利技术揭示的内容，在本专利技术基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，比如的电导率检测仪和涡轮流量计的选择设置等，都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用燃料电池水冷散热系统，其特征在于：主要包括水箱罐(1)、水泵(2)、电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)、PEM燃料电池电堆(8)、压力传感器(9)、温度传感器(10)；其中，水箱罐(1)中的冷却水经水泵(2)进入PM燃料电池(8)；水箱罐(1)与PM燃料电池(8)之间的管路上依次设置有电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)；从PM燃料电池(8)流出的冷却水则回流至水箱罐(1)；PM燃料电池(8)至水箱罐(1)之间的冷却水管路上依次设置有压力传感器(9)、温度传感器(10)。

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电池水冷散热系统，其特征在于：主要包括水箱罐(1)、水泵(2)、电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)、PEM燃料电池电堆(8)、压力传感器(9)、温度传感器(10)；其中，水箱罐(1)中的冷却水经水泵(2)进入PM燃料电池(8)；水箱罐(1)与PM燃料电池(8)之间的管路上依次设置有电导率检测仪(3)、涡轮流量计(4)、风冷散热器(5)、压力传感器(6)、温度传感器(7)；从PM燃料电池(8)流出的冷却水则回流至水箱罐(1)；PM燃料电池(8)至水箱罐(1)之间的冷却水管路上依次设置有压力传感器(9)、温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永峰，王娜，姚圣卓，裴普成，陈红兵，秦建军，金涛涛，田洪森，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11