本发明专利技术提供了一种多功能集成换热装置，以及燃料电池热管理系统与热管理方法。多功能集成换热装置包括：壳体、换热器、冷风流道、热风流道。冷风流道和热风流道连接在壳体一侧，壳体另一侧带有出风口。冷风流道和热风流道各自拥有独立受控的开闭部件。燃料电池热管理系统包括燃料电池电堆、导热介质循环管路、热源以及上述集成换热装置。集成换热装置安装在导热介质循环管路中。在预热阶段：热源产生热量经由热风流道到达换热器，导热介质吸热后使电堆升温。在稳态阶段，冷风流道输入冷风为导热介质降温，进而冷却电堆。多功能集成换热装置结构紧凑，一机多用，实现了既能加热又能降温的功能，提高了燃料电池系统集成化程度。提高了燃料电池系统集成化程度。提高了燃料电池系统集成化程度。
【技术实现步骤摘要】
多功能集成换热装置、燃料电池热管理系统与热管理方法
[0001]本专利技术涉及一种多功能集成换热装置，以及采用上述多功能集成换热装置的燃料电池热管理系统与热管理方法，属于燃料电池
技术介绍
[0002]燃料电池是一种把燃料具有的化学能直接转换成电能的化学装置，转化效率高。燃料电池用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，排放出的有害气体极少，使用寿命长。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
[0003]典型的燃料电池系统包括电堆、循环管路、循环泵、启动燃烧器等。燃料电池发电必然经过两个阶段，其中一个为预热阶段，另一个为稳态发电阶段。
[0004]燃料电池电堆需要加热到一定温度才能开始电化学反应，因此需要进行预热。预热阶段通常使用一个启动燃烧器，启动燃烧器中发生燃烧反应，产生大量热，然后通过换热，先加热导热油，导热油循环流动，将电堆加热到适当的反应温度。
[0005]在稳态发电阶段，电堆已经开始发电，自身同时会产生大量的废热，导热油流经电堆时会将该部分热量带走，再将热量释放到外界，或者将热量收集起来做其他用途。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：现有的燃料电池热管理系统零部件多，结构复杂，系统集成化程度不高。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种多功能集成换热装置，它包括：
[0008]壳体，壳体带有出风口；
[0009]换热器，换热器安装在壳体内，换热器带有导热介质入口与导热介质出口；
[0010]冷风流道，冷风流道的第一端连接在壳体，冷风流道的第二端作为冷风的入口；
[0011]第一开闭部件，第一开闭部件设置在冷风流道内，用于开通或闭合冷风流道；
[0012]热风流道，热风流道的第一端连接在壳体，热风流道的第二端作为热风的入口；
[0013]第二开闭部件，第二开闭部件设置在热风流道内，用于开通或闭合热风流道。
[0014]在一些实施例中，第一开闭部件采用电磁控制的风门，第二开闭部件采用电磁控制的阀门。
[0015]在一些实施例中，两个冷风流道与一个热风流道连接在壳体的同侧，热风流道设置在两个冷风流道之间。
[0016]在一些实施例中，冷风流道和热风流道都朝向壳体的出风口。
[0017]在一些实施例中，冷风流道的第二端开口，开口处安装有风扇用于向换热器输送冷风。
[0018]在一些实施例中，热风流道与换热器之间设置有均流结构。
[0019]本专利技术的第二方面，提供了一种燃料电池热管理系统，它包括：
[0020]燃料电池电堆，用于进行电化学反应；
[0021]导热介质循环管路，导热介质循环管路与燃料电池电堆连接，用于加热或冷却燃料电池电堆；
[0022]集成换热装置，采用上述多功能集成换热装置；多功能集成换热装置通过其导热介质入口与导热介质出口连接在导热介质循环管路中；
[0023]热源，用于向集成换热装置的热风流道供热。
[0024]在一些实施例中，热源包括启动燃烧器。
[0025]在一些实施例中，在导热介质循环管路上设有测温部件。
[0026]本专利技术的第三方面，提供了一种燃料电池热管理方法，基于上述燃料电池热管理系统，包括如下步骤：
[0027]在燃料电池电堆预热阶段：闭合冷风流道，开通热风流道；热源产生热量经由热风流道到达换热器，流经换热器的导热介质将热量带至燃料电池电堆使其升温；
[0028]在燃料电池电堆稳态阶段：开通冷风流道，闭合热风流道；燃料电池电堆产生的热量经由循环流动的导热介质带至换热器，冷风经由冷风流道到达换热器并带走热量。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030](1)本专利技术提供了一种多功能集成换热装置，它在同一燃料电池系统中实现了既能加热又能降温的功能。
[0031](2)多功能集成换热装置中设计了均流结构，使得冷热风道的流体能均匀地通过换热器的翅片层，提高换热效率。
[0032](3)多功能集成换热装置结构紧凑，一机多用，提高了燃料电池系统集成化程度。
[0033](4)有效利用燃料电池系统发电产生的高温热量，这些热量可以收集利用，提高了系统的整体效率。
附图说明
[0034]图1是本专利技术一个较佳实施例中的多功能集成换热装置的整体结构示意图。
[0035]图2是本专利技术一个较佳实施例中的多功能集成换热装置的内部结构示意图。
[0036]图3是本专利技术一个较佳实施例中的燃料电池热管理系统结构示意图。
[0037]以上各图中的附图标记如下：
[0038]100 燃料电池电堆
[0039]200 导热油循环管路
[0040]210 循环泵
[0041]300 集成换热装置
[0042]310 壳体
[0043]311 出风口
[0044]320 冷风流道
[0045]321 风门
[0046]322 风扇
[0047]330 热风流道
[0048]331 高温阀门
[0049]332 均流结构
[0050]340 翅片管换热器
[0051]341 导热油入口
[0052]342 导热油出口
[0053]400 启动燃烧器
[0054]500 风机
具体实施方式
[0055]本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。
[0056]在本专利的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“横”、“纵”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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的限制。
[0057]市面上常见的车用空调散热器、中冷器等翅片管换热器一般都是只用于系统的降温。本专利技术提供了一种用于燃料电池领域的具有均流结构的多功能集成换热装置，通过外接导风结构和风门切换，使得翅片管换热器既能实现散热降温的功能，同时还能满足系统预热阶段升温加热的要求。这样在同一个设备中的不同阶段分别起到了加热和散热的功能，并实现均流。
[0058]在预热阶段，循环泵打开，导热油开始循环。此时燃烧器中发生氧化催化反应，风本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多功能集成换热装置，其特征在于，包括：壳体，其带有出风口；换热器，其安装在所述壳体内，其带有导热介质入口与导热介质出口；冷风流道，其第一端连接在所述壳体，其第二端作为冷风的入口；第一开闭部件，其设置在所述冷风流道内，用于开通或闭合所述冷风流道；热风流道，其第一端连接在所述壳体，其第二端作为热风的入口；第二开闭部件，其设置在所述热风流道内，用于开通或闭合所述热风流道。2.根据权利要求1所述的多功能集成换热装置，其特征在于，所述第一开闭部件采用电磁控制的风门，所述第二开闭部件采用电磁控制的阀门。3.根据权利要求1所述的多功能集成换热装置，其特征在于，两个所述冷风流道与一个所述热风流道连接在所述壳体的同侧，所述热风流道设置在两个所述冷风流道之间。4.根据权利要求3所述的多功能集成换热装置，其特征在于，所述冷风流道和所述热风流道都朝向所述出风口。5.根据权利要求1所述的多功能集成换热装置，其特征在于，所述冷风流道的第二端开口，所述开口处安装有风扇用于向所述换热器输送冷风。6.根据权利要求1所述的多功...
【专利技术属性】
技术研发人员：余皎，沈建跃，
申请(专利权)人：上海博氢新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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