用于燃料电池的液冷系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中该液冷系统能够在该燃料电池运行前，检测其冷却管路中是否存在气泡，和在冷却管路中存在气泡时，消除气泡。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池的液冷系统
本专利技术涉及一种燃料电池，尤其涉及一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术燃料电池的液冷系统能够在该燃料电池运行前，检测其冷却管路中是否存在气泡，和在冷却管路中存在气泡时，消除气泡。本专利技术进一步涉及一种用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法。
技术介绍
燃料电池，尤其是质子膜交换燃料电池(或氢燃料电池)，能够直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，因而具有能量转化效率高,噪音低,污染小和寿命长等优点,日益受到人们的重视。然而，在实际运行中，燃料的部分化学能被燃料电池转化成热。在燃料电池中，根据其产生方式，热包括电化学反应热、电阻热和相变热等。如果不对燃料电池进行有效的热管理，随着燃料电池持续运行和电化学反应的不断发生，热量将在燃料电池堆内不断积累，最终导致燃料电池的流场板，甚至导致整个燃料电池堆的温度过高。燃料电池流场板的温度过高，可能会导致燃料电池的电化学反应速度和输出功率快速下降，甚至引起安全事故。因此，要使燃料电池能够持续地高效率运行，良好的热管理系统不可或缺。燃料电池热管理的核心是在燃料电池运行时，利用冷却系统对燃料电池进行散热处理。根据冷却系统的冷却介质的不同，燃料电池可被分为气冷燃料电池(热传递介质或冷却介质为空气等气体)和液冷燃料电池(热传递介质或冷却介质为水或水溶液等液体)。对于输出功率较低的燃料电池，采用空气冷却就能满足电池的冷却需要。而对于输出功率较高的燃料电池，则需要采用液体，如水或水溶液进行冷却。燃料电池液冷系统一般包括流体泵、设置在燃料电池的流场板之间的冷却通道、与冷却通道的热传递介质进口和热传递介质出口分别相连通的流体管路和与流体管路相连接的热交换器(或散热器)，其中流动在该冷却通道和流体管路中的热传递介质(例如水，或其它热传递介质)将燃料电池的流场板产生的热传输至该散热器，以便其通过空气或气流将其散发出去，流体泵维持和/或加速热传递介质流在冷却通道、流体管路和/或散热器中的流动。燃料电池液冷系统在运行过程中，会产生气泡。气泡的热传递性能较差，且容易附着在冷却通道的内壁。因此，当燃料电池液冷系统中存在气泡，尤其是燃料电池液冷系统的冷却通道中存在气泡时，可能会导致燃料电池局部散热不畅和局部过热，以致影响燃料电池的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的主要优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统可使燃料电池能够自动检测，尤其是在燃料电池运行发电之前，自动检测其冷却管路中是否存在可影响到燃料电池的正常运行或危害到燃料电池的气泡。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统对气泡的检测的速度快、检测结果准确性高和易于实施。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统能够在检测到其冷却管路中存在可能影响到燃料电池的正常运行或危害到燃料电池的气泡时，自动消除或除去该冷却管路中的气泡。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统能够在不影响燃料电池的运行的情况下，消除该冷却管路中可能影响到燃料电池的正常运行或危害到燃料电池的气泡。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统并不要求该液冷系统具有复杂精密的结构。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池的液冷系统，其中本专利技术用于燃料电池的液冷系统可在仅对现有燃料电池做较小修改的情况下，用于现有液冷燃料电池。本专利技术的另一优势在于其提供一种用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法，其中本专利技术用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法能够在该燃料电池液冷系统的冷却管路中存在气泡时，自动消除或除去该冷却管路中的气泡。本专利技术的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。依本专利技术，能够实现前述目的和其他目的和优势的本专利技术用于燃料电池的液冷系统，其包括:一个控制模块；至少一个第一流体管；至少一个第二流体管；至少一个液压传感器；至少一个适于被设置在该燃料电池的流场板之间的冷却通道；至少一个散热器，其中该散热器具有一个散热腔、一个出液口和一个进液口，其中该出液口和该进液口分别与该散热腔相连通；和至少一个流体泵，其中该第一流体管分别与该散热器的该出液口和该冷却通道的一端相连通，该第二流体管分别与该散热器的该进液口和该冷却通道的另一端相连通，从而使得该冷却通道、该散热器的该散热腔、该第一流体管流体管和该第二流体管形成一个冷却管路，其中该流体泵被设置在该冷却管路，以驱动热传递介质在该冷却管路中循环流动，其中该液压传感器被设置在该冷却管路，以检测该冷却管路内的液压，其中该控制模块与该流体泵可通电地相连接，以控制该流体泵驱动热传递介质在该冷却管路中流动，该液压传感器与该控制模块可通电地相连接，以使该控制模块能自该液压传感器接收其生成的液压数据。进一步地，本专利技术用于燃料电池的液冷系统包括至少一个流速传感器，其中该流速传感器被设置在该冷却管路，以检测该冷却管路中热传递介质的流速，其中该流速传感器与该控制模块可通电地相连接，以将该流速传感器生成的流速数据传输给控制模块。依本专利技术的另一方面，本专利技术进一步提供一种用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法，其包括下述步骤：(A)控制该燃料电池液冷系统的流体泵以一第一标定转速转动，以驱动热传递介质在该燃料电池液冷系统的冷却管路内流动；和(B)实时检测该燃料电池液冷系统的流体泵以该第一标定转速转动时，该燃料电池液冷系统的冷却管路内的第一液压P1。进一步地，本专利技术用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法包括下述步骤：(C)如果该第一液压P1小于一第一标定液压值，则控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同。通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和目的将得以充分体现。本专利技术的这些和其它目的、特点和目的，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。附图说明图1为上述依本专利技术实施例的燃料电池液冷系统的结构示意图。图2显示的是上述依本专利技术实施例的燃料电池液冷系统的冷却管路。图3A显示的是上述依本专利技术实施例的用于燃料电池液冷系统的一种可选实施。图3B为上述依本专利技术实施例的用于燃料电池液冷系统的气泡消除方法的流程简图。图4显示的是上述依本专利技术实施例的用于燃料电池液冷系统的冷却管路内的第一液压的一种检测结果，其中该第一液压在连续时间T2内，始终保持小于该第一标定液压值。图5显示的是上述依本专利技术实施例的用于燃料电池液冷系统的冷却管路内的第一液压的另一种检测结果，其中该第一液压在连续时间T2内，不小于一第一标定液压值的总持续时间小于一时间T1。图6显示的是上述依本专利技术实施例的用于燃料电池液冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池的液冷系统，其特征在于，包括：/n一个控制模块；/n至少一个第一流体管；/n至少一个第二流体管；/n至少一个液压传感器；/n至少一个适于被设置在该燃料电池的流场板之间的冷却通道；/n至少一个散热器，其中该散热器具有一个散热腔、一个出液口和一个进液口，其中该出液口和该进液口分别与该散热腔相连通；和/n至少一个流体泵，其中该第一流体管分别与该散热器的该出液口和该冷却通道的一端相连通，该第二流体管分别与该散热器的该进液口和该冷却通道的另一端相连通，从而使得该冷却通道、该散热器的该散热腔、该第一流体管流体管和该第二流体管形成一个冷却管路，其中该流体泵被设置在该冷却管路，以驱动热传递介质在该冷却管路中循环流动，其中该液压传感器被设置在该冷却管路，以检测该冷却管路内的液压，其中该控制模块与该流体泵可通电地相连接，以控制该流体泵驱动热传递介质在该冷却管路中流动，该液压传感器与该控制模块可通电地相连接，以使该控制模块能够自该液压传感器接收其生成的液压数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池的液冷系统，其特征在于，包括：
一个控制模块；
至少一个第一流体管；
至少一个第二流体管；
至少一个液压传感器；
至少一个适于被设置在该燃料电池的流场板之间的冷却通道；
至少一个散热器，其中该散热器具有一个散热腔、一个出液口和一个进液口，其中该出液口和该进液口分别与该散热腔相连通；和
至少一个流体泵，其中该第一流体管分别与该散热器的该出液口和该冷却通道的一端相连通，该第二流体管分别与该散热器的该进液口和该冷却通道的另一端相连通，从而使得该冷却通道、该散热器的该散热腔、该第一流体管流体管和该第二流体管形成一个冷却管路，其中该流体泵被设置在该冷却管路，以驱动热传递介质在该冷却管路中循环流动，其中该液压传感器被设置在该冷却管路，以检测该冷却管路内的液压，其中该控制模块与该流体泵可通电地相连接，以控制该流体泵驱动热传递介质在该冷却管路中流动，该液压传感器与该控制模块可通电地相连接，以使该控制模块能够自该液压传感器接收其生成的液压数据。


2.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在接收到一燃料电池自检指令时，控制该燃料电池液冷系统的该流体泵以一第一标定转速转动和控制该燃料电池液冷系统的该液压传感器实时检测该流体泵以该第一标定转速转动时，该燃料电池液冷系统的冷却管路内的第一液压P1。


3.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第一液压P1不小于一第一标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵以一第二标定转速转动和控制该燃料电池液冷系统的该液压传感器实时检测该流体泵以该第二标定转速转动时，该燃料电池液冷系统的冷却管路内的第二液压P2。


4.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第一液压P1在连续时间T1内，保持不小于一第一标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵以一第二标定转速转动和控制该燃料电池液冷系统的该液压传感器实时检测该流体泵以该第二标定转速转动时，该燃料电池液冷系统的冷却管路内的第二液压P2。


5.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第一液压P1在连续时间T2内，不小于一第一标定液压值的总持续时间不小于一时间T1时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵以一第二标定转速转动和控制该燃料电池液冷系统的该液压传感器实时检测该流体泵以该第二标定转速转动时，该燃料电池液冷系统的冷却管路内的第二液压P2，该时间T2大于该时间T1。


6.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第一液压P1小于一第一标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同。


7.根据权利要求3、4或5所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第二液压P2小于一第二标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同。


8.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第一液压P1在连续时间T2内，保持小于一第一标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同。


9.根据权利要求3、4或5所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该第二液压P1在连续时间T2内，保持小于一第二标定液压值时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同。


10.根据权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该控制模块被设置能够在该第一液压P1在连续时间T2内，不小于一第一标定液压值的总持续时间小于一时间T1时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同，该时间T2大于该时间T1。


11.根据权利要求3、4或5所述的液冷系统，其特征在于，该控制模块被设置能够在该控制模块被设置能够在该第一液压P1在连续时间T2内，不小于一第一标定液压值的总持续时间小于一时间T1时，控制该燃料电池液冷系统的流体泵相交替地以一第一转速转动和以一第二转速转动，其中该第一转速和该第二转速大小不同，该时间T2大于该时间T1。


12.根据权利要求3、4或5所述的液冷系统，其特征在于，该第一标定转速大于该第二标定转速，该第一标定液压值大于该第二标定液压值。


13.根据权利要求12所述的液冷系统，其特征在于，该第一标定转速不小于该流体泵的额定最高转速的10％，该第二标定转速不小于该流体泵的额定最高转速的2％。


14.根据权利要求4或5所述的液冷系统，其特征在于，该时间T1不小于5秒。


15.根据权利要求6、8或10所述的液冷系统，其特征在于，该流体泵以该第一转速转动的时间为TF，以该第二转速转动的时间为TS，其中该时间TF不小于5秒，该时间TS不小于3秒。


16.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，该流体泵以该第一转速转动的时间为TF，以该第二转速转动的时间为TS，其中该时间TF不小于5秒，该时间TS不小于3秒。


17.根据权利要求9所述的液冷系统，其特征在于，该流体泵以该第一转速转动的时间为TF，以该第二转速转动的时间为TS，其中该时间TF不小于5秒，该时间TS不小于3秒。


18.根据权利要求11所述的液冷系统，其特征在于，该流体泵以该第一转速转动的时间为TF，以该第二转速转动的时间为TS，其中该时间TF不小于5秒，该时间TS不小于3秒。


19.根据权利要求6、8或10所述的液冷系统，其特征在于，该流体泵以该第一转速转动的时间为TF，以该第二转速转动的时间为TS，其中该时间TF不小于5秒，该时间TS不小于3秒。


20.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的液冷系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏弟清，潘涌，桂冲，陈宏，唐敦普，何欢欢，李骁，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42