一种燃料电池堆温度管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术一种燃料电池堆温度管理系统，包括燃料电池堆、升温回路以及降温回路；所述升温回路包括依次连接在所述燃料电池堆的出水端与进水端之间的水泵、颗粒过滤器以及电加热器；所述水泵的进水端与所述颗粒过滤器的出水端之间并联设置有水箱以及去离子罐；所述去离子罐靠近所述颗粒过滤器的一端设置有两通电磁阀；所述电加热器与所述颗粒过滤器之间设置有三通电磁阀，所述电加热器通过所述三通电磁阀并联有热交换器；所述降温回路与所述热交换器连接，用于降低所述燃料电池堆的温度；所述燃料电池堆的进水端设置有电导率传感器，所述燃料电池堆的冷却水出口端设置有温度传感器。本发明专利技术一种燃料电池温度管理系统去离子效果好、控温效果好。

A temperature management system for fuel cell reactor and its control method

The temperature management system of the invention comprises a fuel cell stack includes a fuel cell stack, heating and cooling loop circuit; the heating circuit includes successively connected between the fuel cell stack outlet and the water inlet end of the water pump, particle filter and electric heater; the outlet of the water inlet end between the water pump and the the particle filter is arranged in parallel and deionized water tank tank; one end of the tank near the deionized particulate filter is provided with two solenoid valve; solenoid valve three is arranged between the electric heater and the particle filter, the electric heater through the three solenoid valve in parallel with the heat exchanger; the cooling circuit is connected with the heat exchanger for reducing the fuel cell stack temperature; the water inlet end of the fuel cell stack is provided with a conductivity sensor, the fuel The outlet end of the cooling water of the battery stack is equipped with a temperature sensor. The invention has good deionized effect and good temperature control effect in a fuel cell temperature management system.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池堆温度管理系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车电子
，尤其是一种燃料电池堆温度管理系统及其控制方法。
技术介绍
燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式。同时,随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源,燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。而燃料电池工作寿命、安全性和发电效率等受温度、水质影响较大。而目前在用的去离子过滤单元，因为采用串联的方式，去离子过滤单元一直在过滤，老化较快，所以实际使用的更换周期较短，增加了售后维护成本。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
所存在的技术问题，本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种去离子效果好、控温效果好的燃料电池堆温度管理系统及其控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术措施：一种燃料电池堆温度管理系统，包括燃料电池堆、升温回路以及降温回路；所述升温回路包括依次连接在所述燃料电池堆的出水端与进水端之间的水泵、颗粒过滤器以及电加热器；所述水泵的进水端与所述颗粒过滤器的出水端之间并联设置有水箱以及去离子罐；所述去离子罐靠近所述颗粒过滤器的一端设置有两通电磁阀，用于控制所述去离子罐的开通与关断；所述电加热器与所述颗粒过滤器之间设置有三通电磁阀，所述电加热器通过所述三通电磁阀并联有热交换器，所述三通电磁阀的B路与所述电加热器连接，所述三通电磁阀的A路与所述热交换器连接；所述降温回路与所述热交换器连接，用于降低所述燃料电池堆的温度；所述燃料电池堆的进水端设置有电导率传感器，所述燃料电池堆的冷却水出口端设置有温度传感器。作为进一步改进的，所述电导率传感器和所述温度传感器的信号输出端与控制器连接，所述控制器的信号输出端分别与所述三通电磁阀和所述两通电磁阀连接，用于控制所述三通电磁阀和所述两通电磁阀的开通及关断。一种燃料电池堆温度管理系统的控制方法，包括以下几个步骤：S1，向所述燃料电池堆发送启动指令，并开启水泵；S2，检测所述燃料电池堆温度是否低于低温保护值，若是，禁止启动所述燃料电池堆并进入步骤S3，若否，启动所述燃料电池堆并进入步骤S4；S3，打开所述三通电磁阀B路，并开启所述电加热器加热所述燃料电池堆，使其温度达到所述低温保护值后启动所述燃料电池堆并进入步骤S4；S4，检测冷却液电导率是否大于或等于电导率告警值，若是，进入步骤S5，若否，进入S6；S5，开启所述两通电磁阀，使并联的所述去离子罐开始工作，并进入S6；S6，加热所述燃料电池堆温度使其达到加热温度上限。作为进一步改进的，在步骤S6之后进一步包括：S7，开启所述三通电磁阀A路，并关闭所述电加热器，利用所述燃料电池堆自身余热使所述燃料电池堆达到最佳温度范围。作为进一步改进的，在步骤S7之后进一步包括：S8，检测所述燃料电池堆温度是否大于或等于所述最佳温度范围的上限，若是，进入步骤S9；S9，开启所述降温回路，使所述燃料电池堆的温度降低到所述最佳温度范围内。作为进一步改进的，在步骤S6之后进一步包括：S10，检测是否收到所述燃料电池堆停机指令，若是，关闭所述燃料电池堆。作为进一步改进的，在步骤S6之后进一步包括：S11，检测所述冷却液电导率是否低于电导率安全值，若是，关闭所述两通电磁阀。作为进一步改进的，所述低温保护值为5℃，所述加热温度上限值为45℃，所述最佳温度范围为55℃-65℃。作为进一步改进的，所述电导率安全值为5μs/cm，所述电导率告警值为10μs/cm。作为进一步改进的，在步骤S4中，所述检测冷却液电导率是否大于或等于电导率告警值的步骤进一步包括：S41，当所述冷却液电导率大于等于15μs/cm小于等于20μs/cm时，控制所述燃料电池堆降载输出；当所述冷却液电导率大于20μs/cm时，控制所述燃料电池堆进入停机保护状态。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术一种燃料电池堆温度管理系统中采用升温回路以及降温回路的设置，通过所述升温回路以及降温回路的配合，能够实时调整所述燃料电池堆的温度，使其燃料电池堆的温度一直保持在最佳温度范围内，保证所述燃料电池堆的电力输出。2、本专利技术一种燃料电池堆温度管理系统中采用并联去离子罐的设置，在冷却液离子浓度高的时候，再开启所述去离子罐进行离子过滤，在冷却液离子浓度低的时候，关闭所述去离子罐，相比于去离子罐一直工作，大大增长了所述去离子罐的使用寿命，减少了维护成本。3、本专利技术一种燃料电池堆温度管理系统中采用液体温控方式，相比较于传统技术中采用风冷温控方式进行温度控制，液体温控方式温控速度快、受外界环境温度影响小，且占用车辆布置空间小。附图说明附图1是本专利技术一种燃料电池堆温度管理系统的结构示意图。附图2是本专利技术一种燃料电池堆温度管理系统的控制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：请参考图1，实施例中，一种燃料电池堆的温度管理系统，包括燃料电池堆、升温回路以及降温回路；所述升温回路包括依次连接在所述燃料电池堆的出水端与进水端之间的水泵、颗粒过滤器以及电加热器；所述水泵的进水端与所述颗粒过滤器的出水端之间并联设置有水箱以及去离子罐；所述去离子罐靠近所述颗粒过滤器的一端设置有两通电磁阀，用于控制所述去离子罐的开通与关断。所述电加热器与所述颗粒过滤器之间设置有三通电磁阀，所述电加热器通过所述三通电磁阀并联有热交换器，所述三通电磁阀的B路与所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆温度管理系统，其特征在于：包括燃料电池堆、升温回路以及降温回路；所述升温回路包括依次连接在所述燃料电池堆的出水端与进水端之间的水泵、颗粒过滤器以及电加热器；所述水泵的进水端与所述颗粒过滤器的出水端之间并联设置有水箱以及去离子罐；所述去离子罐靠近所述颗粒过滤器的一端设置有两通电磁阀，用于控制所述去离子罐的开通与关断；所述电加热器与所述颗粒过滤器之间设置有三通电磁阀，所述电加热器通过所述三通电磁阀并联有热交换器，所述三通电磁阀的B路与所述电加热器连接，所述三通电磁阀的A路与所述热交换器连接；所述降温回路与所述热交换器连接，用于降低所述燃料电池堆的温度；所述燃料电池堆的进水端设置有电导率传感器，所述燃料电池堆的冷却水出口端设置有温度传感器。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池堆温度管理系统，其特征在于：包括燃料电池堆、升温回路以及降温回路；所述升温回路包括依次连接在所述燃料电池堆的出水端与进水端之间的水泵、颗粒过滤器以及电加热器；所述水泵的进水端与所述颗粒过滤器的出水端之间并联设置有水箱以及去离子罐；所述去离子罐靠近所述颗粒过滤器的一端设置有两通电磁阀，用于控制所述去离子罐的开通与关断；所述电加热器与所述颗粒过滤器之间设置有三通电磁阀，所述电加热器通过所述三通电磁阀并联有热交换器，所述三通电磁阀的B路与所述电加热器连接，所述三通电磁阀的A路与所述热交换器连接；所述降温回路与所述热交换器连接，用于降低所述燃料电池堆的温度；所述燃料电池堆的进水端设置有电导率传感器，所述燃料电池堆的冷却水出口端设置有温度传感器。2.根据权利要求1所述的温度管理系统，其特征在于，所述电导率传感器和所述温度传感器的信号输出端与控制器连接，所述控制器的信号输出端分别与所述三通电磁阀和所述两通电磁阀连接，用于控制所述三通电磁阀和所述两通电磁阀的开通及关断。3.如权利要求1所述的燃料电池堆温度管理系统的控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1，向所述燃料电池堆发送启动指令，并开启水泵；S2，检测所述燃料电池堆温度是否低于低温保护值，若是，禁止启动所述燃料电池堆并进入步骤S3，若否，启动所述燃料电池堆并进入步骤S4；S3，打开所述三通电磁阀B路，并开启所述电加热器加热所述燃料电池堆，使其温度达到所述低温保护值后启动所述燃料电池堆并进入步骤S4；S4，检测冷却液电导率是否大于或等于电导率告警值，若是，进入步骤S5，若否，进入S...

【专利技术属性】
技术研发人员：房永强，蔡济钧，周毅鹏，颜世东，
申请(专利权)人：厦门金龙旅行车有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35