燃料电池及热管理诊断方法技术

本发明专利技术属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池及电池故障诊断方法，燃料电池包括：外壳体；内壳体；盖体；电堆；第一三通阀；第二三通阀；水泵和电加热器，依次连通在第一三通阀和第二三通阀之间；截止阀，设置在第二冷却管路上并位于第二三通阀和电堆之间；以及双腔泄压保温罐，设置在内壳体中，双腔泄压保温罐内设有两个保温腔，并一一对应地连通至截止阀的两端，水泵、第一三通阀、电堆、截止阀、第二三通阀、电加热器依次连通时为内循环模式。有益效果：减少了参与循环的冷却液量和对外热量散失，进而缩短启动时间。进而缩短启动时间。进而缩短启动时间。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池及热管理诊断方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池及热管理诊断方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池车，具有高效率，零排放，燃料加注速率快等优点，是新能源车辆发展的主要方向之一，但其发电核心电堆，在发电的同时将会反应生成物水，而水在零下的低温环境下将会结冰，阻碍电化学反应发生，导致启动失败。
[0003]使电堆在启动时需要进行快速升温以尽快达到工作温度，并且应尽量减少参与循环的冷却液热容、减少热量散失，同时为了保证启动安全，需对相关的热管理部件故障诊断并进行相应处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的还在于提供一种燃料电池及热管理诊断方法，使电堆在启动时需要进行快速升温以尽快达到工作温度，并且应尽量减少参与循环的冷却液热容、减少热量散失，同时为了保证启动安全，需对相关的热管理部件故障诊断并进行相应处理。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种燃料电池，包括：
[0007]外壳体，设有第一开口；
[0008]内壳体，设置在所述外壳体中，所述内壳体设有朝向所述第一开口的第二开口，所述内壳体与所述外壳体之间形成夹层通道；
[0009]盖体，同时密封连接所述第一开口和所述第二开口，所述盖体内部设有盖体通道，所述盖体通道和所述夹层通道连通形成外腔室，所述盖体和所述内壳体之间形成内腔室，所述内腔室和所述外腔室之间互不连通并分别保持真空；
[0010]电堆，设置在所述内壳体中，所述电堆设有冷却入口和冷却出口，所述冷却入口连有延伸至所述外壳体外的第一冷却管路，所述冷却出口连有延伸至所述外壳体外的第二冷却管路，所述冷却入口设有第一温度压力传感器，所述冷却出口设有第二温度压力传感器；
[0011]第一三通阀，设置在所述内壳体并位于所述第一冷却管路上；
[0012]第二三通阀，设置在所述内壳体并位于所述第二冷却管路上；
[0013]水泵和电加热器，依次连通在所述第一三通阀和所述第二三通阀之间；
[0014]截止阀，设置在所述第二冷却管路上并位于所述第二三通阀和所述电堆之间；以及
[0015]双腔泄压保温罐，设置在所述内壳体中，所述双腔泄压保温罐内设有两个保温腔，并一一对应地连通至所述截止阀的两端，其中：
[0016]所述水泵、第一三通阀、电堆、截止阀、第二三通阀、电加热器依次连通时为内循环模式；
[0017]在所述内循环模式基础上，完全打开所述第一三通阀和所述第二三通阀时为外循
环模式。
[0018]本专利技术提供的燃料电池相比于现有技术，具有以下技术效果：壳体内部包括三通阀以及水泵、温度压力传感器、电加热器、截止阀和双腔泄压保温罐的内循环回路，两个三通阀切断与外部冷却液的连通，水泵和电加热器负责对低温启动时电堆加热，双腔泄压保温罐可对小循环的冷却液进行置换，将罐内冷却液置换管路内低温冷却液，同时通过监测温度和压力诊断各部件状态，对加热后冷却液压力升高等情况进行处理，减少了参与循环的冷却液量和对外热量散失，进而缩短启动时间。
[0019]优选地，所述双腔泄压保温罐内设有可滑动的控制部，所述控制部滑动时可调节两个所述保温腔的大小。
[0020]优选地，所述外壳体设有第一通孔和第二通孔，所述内壳体设有第三通孔，所述第三通孔和所述第二通孔之间设有连接管；
[0021]所述燃料电池还包括第一真空泵和第二真空泵，所述第一真空泵与所述第一通孔连通，所述第二真空泵与所述第二通孔连通。
[0022]优选地，所述盖体包括：
[0023]外盖板，与所述外壳体的边缘密封卡接；以及
[0024]内盖板，与所述内壳体的边缘密封卡接，所述内盖板和所述外盖板之间间隔布置并形成所述盖体通道。
[0025]优选地，所述外盖板设有用于卡接所述外壳体的第一卡槽，所述内盖板设有用于卡接内壳体的第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽的表面均设有密封垫。
[0026]优选地，所述外壳体的内表面设有支撑部，所述支撑部抵接所述内壳体的外表面；和/或
[0027]所述内壳体的外表面设有所述支撑部，所述支撑部抵接所述外壳体的内表面。
[0028]一种燃料电池热管理诊断方法，用于对上述的燃料电池进行诊断，包括以下步骤：
[0029]内循环模式下，关闭截止阀，在双腔泄压保温罐内的控制部移动后保持至一侧后，打开截止阀、水泵和电加热器；
[0030]第一时长后，若第一温度压力传感器所测压力小于或等于第一压力阈值，判断为所述水泵故障。
[0031]优选地，所述第一时长后，还包括以下步骤：
[0032]若第一温度压力传感器所测压力大于第一压力阈值，第二时长后，若第一温度压力传感器和第二温度压力传感器所测温度均大于第一温度阈值，且二者温差大于第二温度阈值，判断为电加热器正常。
[0033]优选地，若所述水泵和所述电加热器均正常，之后还包括以下步骤：
[0034]当第一温度压力传感器和第二温度压力传感器所测温度均大于第三温度阈值，且控制部的位移距离大于预设距离时，判断为第一冷却管路和第二冷却管路无故障。
[0035]本专利技术提供的燃料电池热管理诊断方法，能够对上述燃料电池进行诊断。
附图说明
[0036]图1是本申请实施例一提供的燃料电池的第一视角的结构示意图；
[0037]图2是本申请实施例一提供的燃料电池的第二视角的结构示意图；
[0038]图3是本申请实施例一提供的燃料电池的第三视角的结构示意图；
[0039]图4是图2中A
‑
A的部分结构剖视图；
[0040]图5是图4中C圈的放大图；
[0041]图6是图5中D圈的放大图；
[0042]图7是图5中E圈的放大图；
[0043]图8是图3中B
‑
B的部分结构剖视图；
[0044]图9是本申请实施例一提供的燃料电池的剖视图。
[0045]图中：
[0046]1‑
外壳体；11
‑
第一通孔；12
‑
第二通孔；13
‑
连接管；
[0047]2‑
内壳体；21
‑
第三通孔；
[0048]3‑
盖体；31
‑
外盖板；32
‑
内盖板；300
‑
密封垫；330
‑
连通孔；34
‑
线束孔；
[0049]4‑
电堆；41
‑
第一温度压力传感器；42
‑
第二温度压力传感器；
[0050]51
‑
第一三通阀；52
‑
第二三通阀；
[0051]61
‑
水泵；62
‑
电加热器；
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池，其特征在于，包括：外壳体(1)，设有第一开口；内壳体(2)，设置在所述外壳体(1)中，所述内壳体(2)设有朝向所述第一开口的第二开口，所述内壳体(2)与所述外壳体(1)之间形成夹层通道；盖体(3)，同时密封连接所述第一开口和所述第二开口，所述盖体(3)内部设有盖体通道，所述盖体通道和所述夹层通道连通形成外腔室，所述盖体(3)和所述内壳体(2)之间形成内腔室，所述内腔室和所述外腔室之间互不连通并分别保持真空；电堆(4)，设置在所述内壳体(2)中，所述电堆(4)设有冷却入口和冷却出口，所述冷却入口连有延伸至所述外壳体(1)外的第一冷却管路，所述冷却出口连有延伸至所述外壳体(1)外的第二冷却管路，所述冷却入口设有第一温度压力传感器(41)，所述冷却出口设有第二温度压力传感器(42)；第一三通阀(51)，设置在所述内壳体(2)并位于所述第一冷却管路上；第二三通阀(52)，设置在所述内壳体(2)并位于所述第二冷却管路上；水泵(61)和电加热器(62)，依次连通在所述第一三通阀(51)和所述第二三通阀(52)之间；截止阀(71)，设置在所述第二冷却管路上并位于所述第二三通阀(52)和所述电堆(4)之间；以及双腔泄压保温罐(72)，设置在所述内壳体(2)中，所述双腔泄压保温罐(72)内设有两个保温腔，并一一对应地连通至所述截止阀(71)的两端，其中：所述水泵(61)、第一三通阀(51)、电堆(4)、截止阀(71)、第二三通阀(52)、电加热器(62)依次连通时为内循环模式。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述双腔泄压保温罐(72)内设有可滑动的控制部，所述控制部滑动时可调节两个所述保温腔的大小。3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述外壳体(1)设有第一通孔(11)和第二通孔(12)，所述内壳体(2)设有第三通孔(21)，所述第三通孔(21)和所述第二通孔(12)之间设有连接管(13)；所述燃料电池还包括第一真空泵(81)和第二真空泵(82)，所述第一真空泵(81)与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴，丁天威，韩令海，李金成，都京，王宇鹏，段盼，曲禄成，刘岩，郝志强，马秋玉，赵洪辉，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：