一种用于燃料电池堆的热处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于燃料电池堆的热处理系统，其包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，第一散热循环回路通过第一换热器与第二散热循环回路连通，第二散热循环回路通过第二换热器与第三散热循环回路连通，并且第一散热循环回路与燃料电池堆连通；第一散热循环回路和第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收燃料电池堆产生的废热；第三散热循环回路包括散热器，散热器为风扇，用于利用经过第一散热循环回路和第二散热循环回路回收的废热进行供暖。本发明专利技术的热处理系统优化了冷启动用量及冷启动时间，大大的提高了对燃料电池运行时产生的热能的利用率。

A heat treatment system for fuel cell stack

The invention discloses a heat treatment system for fuel cell stack, which comprises a first heat dissipation loop, a second heat dissipation loop and a third heat dissipation loop. The first heat dissipation loop is connected with the second heat dissipation loop through the first heat exchanger, and the second heat dissipation loop is connected with the third heat dissipation loop through the second heat exchanger. The circulating loop is connected with the fuel cell stack, and the first radiating loop is connected with the fuel cell stack; both the first and the second circulating circuits are provided with coolant, which is a special antifreeze for the fuel cell stack and is used to recover the waste heat generated by the fuel cell stack; the third circulating loop comprises a radiator and a radiator. The utility model is a fan, which is used for heating by utilizing waste heat recovered from the first heat dissipation loop and the second heat dissipation loop. The heat treatment system of the invention optimizes the cold start amount and the cold start time, and greatly improves the utilization ratio of the heat energy generated by the fuel cell operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池堆的热处理系统
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于燃料电池堆的热处理系统。
技术介绍
燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力能源，因其零污染、高效率、续航里程长等优点被广泛应用于汽车领域。燃料电池发动机在运行过程中，需要实现与外界水路的快速连接与断开。燃料电池堆在运行过程中会产生大量热能，约占燃料化学能的50％，以一个输出为100kW的燃料电池堆为例，其会产生约100kW的热量，使燃料电池堆温度升高，过高的温度会使膜干燥，降低膜的性能，缩短膜的使用寿命，进而降低燃料电池堆的性能和使用寿命；与此同时，燃料电池的电源管理系统等电气设备也会产生大量的热量。现有技术中关于燃料电池堆的热处理系统，例如：专利号：201010266526.6提供了一种用于燃料电池汽车的冷却系统，包括整体散热器框架，该整体散热器框架在一个平面上串联排列堆叠式散热器和电动传动系统散热器，该专利技术能通过相对简单的构型和组装过程来实现。专利号：200810113785.8提供了一种利用燃料电池发动机余热的热泵空调系统，能同时满足制冷和采暖需要，降低了空调系统消耗，提高了车辆动力性及经济性。现有的技术调研发现，目前有关车用燃料电池的研究主要集中在如何实现燃料电池堆的有效冷却，没有形成高效的综合热处理优化系统，同时燃料电池堆、尾气以及燃料电池堆运行过程中电气等附件产生的热量未被有效利用，这在一定程度上会造成热能资源浪费的问题，增加车用燃料电池的运行成本。为此期待一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池堆的余热浪费问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题和提出的技术方案是对现有技术进行改进，从而提供一种用于燃料电池堆的热处理系统，该系统能够有效解决现有的燃料电池发动堆的余热浪费问题。本专利技术的专利技术目的通过以下技术方案得以实现。本专利技术的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，其中，该系统包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，所第一散热循环回路通过第一换热器与所述第二散热循环回路连通，所述第二散热循环回路通过第二换热器与所述第三散热循环回路连通，并且所述第一散热循环回路与燃料电池堆连通；其中，所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收所述燃料电池堆产生的废热；所述第三散热循环回路包括散热器，用于利用经过所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路回收的废热进行供暖。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一换热器为板式换热器，所述第二换热器为管式换热器，所述散热器为风扇。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第一散热循环回路包括电磁阀、膨胀水箱、水泵、PTC加热器以及温度传感器以及多个管路；其中，所述水泵的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述水泵的另一端通过管路与所述板式换热器连通；所述电磁阀的一端通过管路与所述膨胀水箱的一端连通，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述燃料电池堆和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述板式换热器之间；所述PTC加热器的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述PTC加热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；以及所述温度传感器设置在所述燃料电池堆与所述PTC加热器之间的管路上。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第二散热循环回路包括膨胀水箱、水泵、PTC加热器、电磁阀、温度传感器、散热器、电磁阀以及多个管路；其中，所述水泵的一端通过管路与所述板式换热器连通，所述水泵的另一端通过管路与所述PTC加热器的一端连通，所述PTC加热器的另一端通过管路与所述管式换热器的一端连通，所述管式加热器的另一端通过管路与所述散热器的一端连通，所述散热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；所述电磁阀的一端通过管路连通在所述水泵和所述PTC加热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述管式散热器和所述散热器之间；所述膨胀水箱的一端通过管路连通在所述板式换热器和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述PTC加热器之间；所述温度传感器通过设置在所述PTC加热器和所述管式换热器之间的管路上；以及所述电磁阀的一端通过管路连通在所述管式换热器和所述散热器之间，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述散热器和所述板式换热器之间。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的用于燃料电池堆的热处理系统，其中所述第三散热循环回路还包括温度传感器以及进气管路和出气管路；其中，所述空气供热装置分别通过所述进气管路和所述出气管路与所述管式换热器连通；以及所述温度传感器设置在所述空气供热装置和所述管式换热器之间的所述出气管路上。本专利技术具有有益的技术效果：(1)本专利技术所述的用于燃料电池堆的热处理系统包括第一散热循环回路A、第二散热循环回路B和第三散热循环回路C，该三条散热循环回路与燃料电池发动机构成了一个整体的系统，优化了冷启动用量及冷启动时间，同时，充分的利用了燃料电池运行时所产生的热能量，提高了燃料电池能量转化率。(2)本专利技术所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第一散热循环回路A可完全封装在燃料电池发动机内，并且与燃料电池堆直接连通，可使发动机在出厂时就能完成防冻液灌装，方便用户安装，同时节省了安装空间，简化了安装步骤；并且，第一散热循环回路A中设置了电磁阀1，可以节省冷启动时间。(3)本专利技术所述的用于燃料电池堆的热处理系统，其中，第二散热循环回路B中设置了电磁阀8，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为暖风水箱换热；设置了PTC加热器7，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要为冷却液加热；设置了电磁阀14，可以根据预先设定的温度阈值判断是否需要散热器集成零部件工作，节省风扇工作时功率消耗。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1是根据本专利技术一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。具体实施方式图1和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本专利技术的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。图1是根据本专利技术一个实施方式的用于燃料电池堆的热处理系统的原理图。如图1所示，本专利技术的一个实施方式提供了一种用于燃料电池堆的热处理系统，该热处理系统包括第一散热循环回路A、第二散热循环回路B和第三散热循环回路C，其中第一散热循环回路A通过第一换热器板式换热器4与第二散热循环回路B连通，第二散热循环回路B通过第二换热器管式换热器10与第三散热循环回路C连通，并且第一散热循环回路A与燃料电池堆37连通。第一散热循环回路A和第二散热循环回路B内均设有冷却液，该冷却液为燃料一种用于燃料电池堆的热处理系统
本专利技术涉及燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池堆的热处理系统，其特征在于：包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，所第一散热循环回路通过第一换热器与所述第二散热循环回路连通，所述第二散热循环回路通过第二换热器与所述第三散热循环回路连通，并且所述第一散热循环回路与燃料电池堆连通；其中，所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收所述燃料电池堆产生的废热；所述第三散热循环回路包括散热器，用于利用经过所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路回收的废热进行供暖。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池堆的热处理系统，其特征在于：包括第一散热循环回路、第二散热循环回路和第三散热循环回路，所第一散热循环回路通过第一换热器与所述第二散热循环回路连通，所述第二散热循环回路通过第二换热器与所述第三散热循环回路连通，并且所述第一散热循环回路与燃料电池堆连通；其中，所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路内均设有冷却液，该冷却液为燃料电池堆专用防冻液，用于回收所述燃料电池堆产生的废热；所述第三散热循环回路包括散热器，用于利用经过所述第一散热循环回路和所述第二散热循环回路回收的废热进行供暖。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一换热器为板式换热器，所述第二换热器为管式换热器，所述散热器为风扇。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述第一散热循环回路包括电磁阀、膨胀水箱、水泵、PTC加热器以及温度传感器以及多个管路；其中，所述水泵的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述水泵的另一端通过管路与所述板式换热器连通；所述电磁阀的一端通过管路与所述膨胀水箱的一端连通，所述电磁阀的另一端通过管路连通在所述燃料电池堆和所述水泵之间，所述膨胀水箱的另一端通过管路连通在所述水泵和所述板式换热器之间；所述PTC加热器的一端通过管路与所述燃料电池堆连通，所述PTC加热器的另一端通过管路与所述板式换热器连通；以及所述温度传感器设置在所述燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥巍巍，张松，童涛，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11