集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，包括：燃料电池电堆、冷却水泵、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、去离子器、三通阀以及第六管路。冷却水泵的出口通过第一管路与燃料电池电堆的冷却液腔的入口相连接。散热器的冷却液入口通过第二管路与燃料电池电堆的冷却液腔的出口相连接，且散热器的冷却液出口通过第三管路与冷却水泵的入口相连接。第一温度传感器设置于第一管路上。第二温度传感器设置于第二管路上。压力传感器设置于第二管路上。借此，本实用新型专利技术的集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，延长了去离子器的寿命，减少了维保次数及成本，且可以精确控制电导率。且可以精确控制电导率。且可以精确控制电导率。

【技术实现步骤摘要】
集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统


[0001]本技术是关于新能源汽车
，特别是关于一种集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统。

技术介绍

[0002]燃料电池系统是用于一种新能源汽车用的动力系统，以氢气作为燃料，空气作为氧化剂，产生电能的动力装置，排放物仅为水和热量。燃料电池系统包括核心零部件(燃料电池电堆)、电辅件(空压机、增湿器、传感器、阀类零件、DCDC等)、热管理系统零部件(阳极热交换器、中冷器、节温器、散热器等)、连接的管路接头、机械结构等。
[0003]燃料电池系统中最核心零部件，燃料电池电堆，是利用燃料氢气和氧化剂空气的电化学反应产生电能的电化学装置，燃料电池电堆阳极发生氢气的氧化反应，阴极发生空气的还原反应。燃料电池电堆不同于传统内燃机，是通过电化学反应产生电能，排放只有水。在电化学反应过程中，伴随着产热，需要通过冷却系统将燃料电池电堆反应的热量导出，以避免燃料电池电堆局部或整体过热。燃料电池电堆过热容易引起燃料电池电堆内的膜电极衰减，减少燃料电池电堆的寿命。故燃料电池电堆的热管理设计及架构至关重要。
[0004]为了冷却燃料电池电堆，冷却液需要通过燃料电池电堆中的双极板以导出热量，而双极板在燃料电池电堆工作过程中，会带有高电压(100V
‑
300V)，故燃料电池系统中使用的冷却液需要保持低电导率，以避免电压通过冷却液传导到燃料电池系统中其他零部件上，造成电气安全问题。在燃料电池系统运行过程中，增加电导率的原因是冷却液回路中各零件(如燃料电池电堆、中冷器、三通阀、散热器、膨胀水箱、连接管路的接头等)在运行过程中析出或释放的离子。现有方案是通过在燃料电池系统冷却系统中增加去离子器零件，以去除在燃料电池系统运行过程中产生的离子。但是，去离子器吸收离子的容量有限，在吸收一定量的离子后，将不在具备离子吸收的能力。所以，燃料电池系统需要定期更换去离子器(通常半年到一年)，以保证冷却系统内的离子能够被持续去除，否则一旦燃料电池系统冷却系统中的电导率超出安全阈值，会降低燃料电池系统的安全性。更换燃料电池系统的去离子器，不仅需要增加维保成本，而且需要完全置换燃料电池系统中的冷却液，维保工时也较长。
[0005]目前，燃料电池系统中热管理子系统内的去离子器主要应用去离子树脂吸收冷却液中的离子，暂时无集成电除盐再生功能的电去离子器。现有的燃料电池系统热管理子系统中去离子器方案主要如下：
[0006]1、公开号为CN215731792U的专利申请提出了一种集成防泄漏功能的去离子器，该燃料电池防泄漏去离子器，包括去离子器外壳以及设置在去离子器外壳内的去离子滤网、支撑件和去离子树脂，去离子滤网和支撑件的外围与去离子器外壳密封接触，支撑件的中心区域呈镂空状，以保证较大的水流量。新型去离子滤网的支撑件外缘参与密封，中心区域呈镂空状，在原去离子器基础上进行改进，无需重新调整冷却系统，降低去离子器泄漏风险。该方案在传统去离子器上集成了防止泄漏装置，减少了泄漏的风险，但是并没有增加功
能。
[0007]2、公开号为CN215513321U的专利申请提出一种燃料电池叉车储水箱及燃料电池叉车冷却水路系统，去离子器，设置在所述储水腔中，所述去离子器包括设置有内腔的壳体以及填充在所述内腔中的离子吸收层。该方案的去离子器与传统的去离子器不同，出口没入储水箱中，但是并没有增加功能。
[0008]3、公开号为113707905A的专利申请提出一种车用燃料电池冷却系统去离子器，靠近冷却液出水口的一端设有泄压阀组件。该装置结构简单，占用空间小，当流经去离子器的冷却液压力过高时，可自动分流泄压，减小树脂封装滤网受到的冲击力，有效保护滤网，降低设备故障率，延长设备使用寿命。该方案提出的去离子器具有高集成度的结构，通过降低故障率，延长寿命。但是没有解决去离子器的再生问题，且冷却液电导率无法进行控制。
[0009]4、公开号为CN107431218A的专利申请提出设置有电去离子装置的燃料电池系统，使用电去离子装置净化处理供应到重整器的水以便进行蒸气水重整反应且同时实时监测水的水质来防止由于杂质引起的性能恶化和循环寿命降低。该方案提出的燃料电池系统包括从烃类燃料产生氢的重整器，电去离子装置主要用于净化通入蒸汽重整反应器的水，减少生成杂质的水垢，避免燃料电池系统的性能恶化且循环寿命降低。该方案虽然也应用了电去离子装置，但是主要用于解决重整器纯水供应问题，与本方案提出的去离子器再生不相同。
[0010]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0011]本技术的目的在于提供一种集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，延长了去离子器的寿命，减少了维保次数及成本，且可以精确控制电导率。
[0012]为实现上述目的，本技术提供了一种集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，包括：燃料电池电堆、冷却水泵、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、去离子器、三通阀以及第六管路。冷却水泵的出口通过第一管路与燃料电池电堆的冷却液腔的入口相连接。散热器的冷却液入口通过第二管路与燃料电池电堆的冷却液腔的出口相连接，且散热器的冷却液出口通过第三管路与冷却水泵的入口相连接。第一温度传感器设置于第一管路上。第二温度传感器设置于第二管路上。压力传感器设置于第二管路上。去离子器的入口通过第四管路与第二管路相连接，且去离子器的出口通过第五管路与第三管路相连接。三通阀设置于第三管路上。以及第六管路的一端与第二管路相连接，且第六管路的另一端与三通阀相连接。
[0013]在本技术的一实施方式中，集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统还包括冷却液过滤器，设置于第一管路上，并位于第一温度传感器和冷却水泵之间，且冷却液过滤器用以过滤冷却液中的颗粒物。
[0014]在本技术的一实施方式中，集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统还包括阴极热交换器，阴极热交换器的入口通过第七管路与第二管路相连接，且阴极热交换器的出口通过第八管路与第一管路相连接。
[0015]在本技术的一实施方式中，集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统还包括电导率传感器，设置于第四管路上，且电导率传感器用以实时监测冷却液的电导率。
[0016]在本技术的一实施方式中，燃料电池电堆的冷却液腔中的冷却液经出口流入散热器中冷却，经冷却的冷却液从散热器中流至冷却水泵，且经冷却水泵提升扬程后的冷却液流至燃料电池电堆的冷却液腔中，从而形成冷却液子系统主回路循环闭环。
[0017]在本技术的一实施方式中，去离子器为具有再生功能的去离子器，且去离子器由正极、负极、阴离子膜、阳离子膜、阴离子树脂和阳离子树脂组成。其中，阴离子膜、阳离子膜、阴离子树脂和阳离子树脂组成一个重复单元，且阴离子树脂和阳离子树脂被夹在阴离子膜和阳离子膜之间。其中，去离子器中有多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，其特征在于，包括：燃料电池电堆；冷却水泵，所述冷却水泵的出口通过第一管路与所述燃料电池电堆的冷却液腔的入口相连接；散热器，所述散热器的冷却液入口通过第二管路与所述燃料电池电堆的冷却液腔的出口相连接，且所述散热器的冷却液出口通过第三管路与所述冷却水泵的入口相连接；第一温度传感器，设置于所述第一管路上；第二温度传感器，设置于所述第二管路上；压力传感器，设置于所述第二管路上；去离子器，所述去离子器的入口通过第四管路与所述第二管路相连接，且所述去离子器的出口通过第五管路与所述第三管路相连接；三通阀，设置于所述第三管路上；以及第六管路，所述第六管路的一端与所述第二管路相连接，且所述第六管路的另一端与所述三通阀相连接。2.如权利要求1所述的集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，其特征在于，还包括冷却液过滤器，设置于所述第一管路上，并位于所述第一温度传感器和所述冷却水泵之间，且所述冷却液过滤器用以过滤冷却液中的颗粒物。3.如权利要求1所述的集成在线再生去离子器的燃料电池热管理系统，其特征在于，还包括阴极热交换器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶遥立，陆永卷，夏景霖，陈军荣，黄延楷，张松，毛正松，陈涛，
申请(专利权)人：玉柴芯蓝新能源动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：