一种直接甲醇燃料电池的冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及电池冷却系统领域，具体公开了一种直接甲醇燃料电池的冷却系统，主要用于使用直接甲醇燃料电池的车辆。冷却系统至少包括第一液液换热器和第一热交换器；其中，第一液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；第一液液换热器中设有耦接至直接甲醇燃料电池的第一通路和耦接至第一热交换器的第二通路；第一通路中通有从直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；第二通路中通有流经第一热交换器的第一散热介质，第一散热介质在第一液液换热器中吸收水溶液的热量并在第一热交换器处将热量散去。本发明专利技术的系统散热系数高于常规直接甲醇燃料电池应用的风冷散热器，具有更高的散热效率、体积小巧，更符合汽车应用的实际需求。

A Cooling System for Direct Methanol Fuel Cell

The invention relates to the field of battery cooling system, in particular to a cooling system of direct methanol fuel cell, which is mainly used for vehicles using direct methanol fuel cell. The cooling system includes at least the first liquid-liquid heat exchanger and the first heat exchanger, in which the first liquid-liquid heat exchanger is made of methanol corrosion resistant material; the first liquid-liquid heat exchanger is provided with a first path coupled to the direct methanol fuel cell and a second path coupled to the first heat exchanger; the first path is provided with a water solution containing methanol flowing from the direct methanol fuel cell; and the second path is provided with a second path. There is a first heat dissipating medium flowing through the first heat exchanger. The first heat dissipating medium absorbs the heat of the water solution in the first liquid-liquid heat exchanger and dissipates the heat at the first heat exchanger. The heat dissipation coefficient of the system of the invention is higher than that of the air-cooled radiator used in conventional direct methanol fuel cell, and has higher heat dissipation efficiency, smaller size, and more in line with the actual needs of automobile applications.

【技术实现步骤摘要】
一种直接甲醇燃料电池的冷却系统
本专利技术涉及电池冷却系统领域，尤其涉及直接甲醇燃料电池的冷却系统领域。
技术介绍
直接甲醇燃料电池(DMFC)属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池，直接甲醇燃料电池体积小巧、燃料使用便利、理论能量比高，并具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池可能成为未来便携式电子产品应用的主流。目前，已经尝试将直接甲醇燃料电池应用于为车辆提供主要能源。然而，直接甲醇燃料电池的工作温度对其实际性能会产生较大的影响，需要对直接甲醇燃料电池在工作时产生的燃料电池反应热及时处理。尤其，在将直接甲醇燃料电池应用于提供车辆主要能源的大功率应用时，更需要散热效率较高的冷却系统以保证直接甲醇燃料电池能够正常工作。现有的甲醇燃料电池散热系统在设计过程中，考虑到甲醇具有较强的腐蚀性，通常需要采用耐腐蚀的不锈钢材料来制备散热器，而传统的甲醇燃料电池散热系统所采用的风-液散热器散热系数较低，当将直接甲醇燃料电池应用于提供车辆主要能源的大功率应用时，需要提供体积庞大的散热器以保证直接甲醇燃料电池的散热，因而并不符合车载的应用需求。因此，亟需一种新型直接甲醇燃料电池的冷却系统，能够具有更高的散热效率，在体积小巧的情况下仍然能够满足直接甲醇燃料电池的散热要求，以符合汽车应用的实际需求。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。如上所述，为了有效解决直接甲醇燃料电池的散热问题，本专利技术提供了一种直接甲醇燃料电池的冷却系统，用于使用上述直接甲醇燃料电池的车辆，上述冷却系统至少包括第一液液换热器和第一热交换器；其中上述第一液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；上述第一液液换热器中设有耦接至上述直接甲醇燃料电池的第一通路和耦接至上述第一热交换器的第二通路；上述第一通路中通有从上述直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；上述第二通路中通有流经上述第一热交换器的第一散热介质，上述第一散热介质在上述第一液液换热器中吸收上述水溶液的热量并在上述第一热交互器处将上述热量散去。如上述的冷却系统，可选的，上述第一液液换热器为为板式换热器，和/或上述耐甲醇腐蚀材质为不锈钢。如上述的冷却系统，可选的，上述第一热交换器为风液换热器，上述第一散热介质为防冻冷却液，上述防冻冷却液流经上述风液换热器与上述第一液液换热器形成第一散热回路。如上述的冷却系统，可选的，上述冷却系统还包括第二液液换热器、第二热交换器和第一切换装置；上述第二液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；上述第二液液换热器中设有耦接至上述直接甲醇燃料电池的第三通路和耦接至上述第二热交换器的第四通路；上述第三通路中通有从上述直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；上述第四通路中通有流经上述第二热交换器的第二散热介质，上述第二散热介质在上述第二液液换热器中吸收上述水溶液的热量并在上述第二热交换器处将上述热量散去；其中上述第一切换装置控制上述含有甲醇的水溶液流经上述第一通路和/或第三通路。如上述的冷却系统，可选的，上述风液换热器为铝制换热器，和/或上述第二液液换热器为板式换热器，和/或上述耐甲醇腐蚀材质为不锈钢，和/或，上述第二热交换器为冷凝器，上述第二散热介质为制冷剂，上述冷却系统还包括空调压缩机和膨胀阀，上述制冷剂流经上述空调压缩机、上述冷凝器、上述膨胀阀与上述第二液液换热器形成第二散热回路。如上述的冷却系统，可选的，还包括并联在上述第二液液换热器上的蒸发器，上述制冷剂流经上述空调压缩机、上述冷凝器、上述膨胀阀与上述蒸发器形成用于上述车辆的车载空调回路。如上述的冷却系统，可选的，还包括第二切换装置，上述第二切换装置控制上述制冷剂流经上述车载空调回路和/或上述第二散热回路。如上述的冷却系统，可选的，上述第一热交换器为冷凝器，上述第一散热介质为制冷剂；上述冷却系统还包括空调压缩机、膨胀阀和并联在上述第一液液换热器上的蒸发器；上述制冷剂流经上述空调压缩机、上述冷凝器、上述膨胀阀与上述第一液液换热器形成第一散热回路；上述制冷剂流经上述空调压缩机、上述冷凝器、上述膨胀阀与上述蒸发器形成用于上述车辆的车载空调回路；上述制冷剂可切换地流经上述车载空调回路和/或上述第一散热回路。如上述的冷却系统，可选的，响应于上述第一热交换器不工作，上述直接甲醇燃料电池通过上述含有甲醇的水溶液实现热量回收，以保温上述直接甲醇燃料电池。本专利技术提供了一种车辆，上述车辆使用直接甲醇燃料电池供能，包含如上述的冷却系统。根据本专利技术所提供的冷却系统，能够在保证散热器不被甲醇腐蚀的前提下，进一步提高直接甲醇燃料电池的散热效率，使其能够满足作为汽车能源供应的大功率应用需求。附图说明图1示出了本专利技术实施例的一种直接甲醇燃料电池的冷却系统的示意图。图2示出了本专利技术实施例的另一种直接甲醇燃料电池的冷却系统的示意图。附图标记1-甲醇燃料电池；201-第一切换装置；202-第二切换装置；301-小循环板式换热器；302-空调压缩机；303-冷凝器；304-膨胀阀；305-蒸发器；401-大循环板式换热器；402-大循环散热器；403-水泵。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本专利技术的保护范围进行任何限制。如图1所示，在本实施例中提供了一种为车辆供电的直接甲醇燃料电池的冷却系统，该冷却系统包括不锈钢材质的大循环板式换热器401和铝制的大循环风液换热器402；其中，大循环板式换热器401中设有耦接至直接甲醇燃料电池1的第一通路和耦接至大循环风液换热器402的第二通路；第一通路中通有从直接甲醇燃料电池1流出的含有甲醇的水溶液；第二通路中通有流经大循环风液换热器402的第一散热介质，该散热介质可以是防冻冷却液，也可以是制冷剂等其他具有良好散热效果的流体介质；第一散热介质流经大循环风液换热器402与大循环板式换热器401形成第一散热回路；第一散热介质由水泵403驱动，在第一散热回路中循环流动，在大循环板式换热器401中吸收甲醇水溶液的热量并在大循环风液换热器402处将热量散去。该技术方案采用高效的液-液换热形式将直接甲醇燃料电池1产生的热量引出到铝制的大循环风液换热器402上进行散热，实现了甲醇溶液与大循环风液换热器402的隔离，在防止甲醇溶液腐蚀铝制散热器的同时，克服了传统不锈钢风-液冷散热器散热系数较低的缺陷。可以理解的是，本专利技术所要解决的技术问题之一为：在保证散热器不被甲醇腐蚀的前提下，进一步提高直接甲醇燃料电池的散热效率。因此，在其他实施例中，也可以采用其他形式的耐甲醇腐蚀材质的液-液换热器来作为本专利技术的第一液液换热器，而不限于不锈钢材质。同理，本专利技术的第一热交换器也可以采用其他散热系数良好的导热材料制成的高效散热器，而不限于金属铝材质。而本实施例中的水泵403也只是一种驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接甲醇燃料电池的冷却系统，用于使用所述直接甲醇燃料电池的车辆，所述冷却系统至少包括第一液液换热器和第一热交换器；其中所述第一液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；所述第一液液换热器中设有耦接至所述直接甲醇燃料电池的第一通路和耦接至所述第一热交换器的第二通路；所述第一通路中通有从所述直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；所述第二通路中通有流经所述第一热交换器的第一散热介质，所述第一散热介质在所述第一液液换热器中吸收所述水溶液的热量并在所述第一热交换器处将所述热量散去。

【技术特征摘要】
1.一种直接甲醇燃料电池的冷却系统，用于使用所述直接甲醇燃料电池的车辆，所述冷却系统至少包括第一液液换热器和第一热交换器；其中所述第一液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；所述第一液液换热器中设有耦接至所述直接甲醇燃料电池的第一通路和耦接至所述第一热交换器的第二通路；所述第一通路中通有从所述直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；所述第二通路中通有流经所述第一热交换器的第一散热介质，所述第一散热介质在所述第一液液换热器中吸收所述水溶液的热量并在所述第一热交换器处将所述热量散去。2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第一液液换热器为为板式换热器，和/或所述耐甲醇腐蚀材质为不锈钢。3.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述第一热交换器为风液换热器，所述第一散热介质为防冻冷却液，所述防冻冷却液流经所述风液换热器与所述第一液液换热器形成第一散热回路。4.如权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括第二液液换热器、第二热交换器和第一切换装置；所述第二液液换热器为耐甲醇腐蚀材质；所述第二液液换热器中设有耦接至所述直接甲醇燃料电池的第三通路和耦接至所述第二热交换器的第四通路；所述第三通路中通有从所述直接甲醇燃料电池流出的含有甲醇的水溶液；所述第四通路中通有流经所述第二热交换器的第二散热介质，所述第二散热介质在所述第二液液换热器中吸收所述水溶液的热量并在所述第二热交换器处将所述热量散去；其中所述第一切换装置控制所述含有甲醇的水溶液流经所述第一通路和/或第三通路。5.如权利要求4所述的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，鲁连军，于永涛，黄慎，
申请(专利权)人：威马智慧出行科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31