一种船用氢燃料电池冷却系统技术方案

本发明专利技术公开一种船用氢燃料电池冷却系统，涉及船舶航运技术领域。本发明专利技术的船用氢燃料电池冷却系统包括闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统和换热器，闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统分区布置，闭式淡水冷却系统在冷却液带走氢燃料电池动力装置所产生的热量后，通过氢燃料电池动力装置机带冷却泵驱动冷却液至换热器的热流体管路中，开式海水冷却系统通过变频冷却泵组带动海水流入冷流体管路，在换热器处进行冷却液和海水的热量交换。本发明专利技术将船用氢燃料电池的冷却形式由风冷改为水冷，相比于风冷，水冷的冷却效果更好，效率更高，同时由于取消了大功率风机和大尺寸风道，避免了危险区的进一步扩大，大大降低了船舶整体布置难度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种船用氢燃料电池冷却系统


[0001]本专利技术涉及船舶航运
，特别是涉及一种船用氢燃料电池冷却系统。

技术介绍

[0002]近年来，国际公约、法规对船舶大气污染物排放要求日益严格，导致作为世界航运主要支柱的船舶行业正在积极寻求由常规石化燃料向低碳替代燃料转变。当前船舶采用氢燃料电池推进方案是其满足新法规要求的主要措施之一，具有广泛的应用前景。氢燃料电池的工作原理是将氧气与氢气的化学能转换成电能，生成物为水，具有高效、无污染、设备运行噪音低等特点。
[0003]目前氢燃料电池在车机上应用技术已较为成熟，由于受功率的限制，在船舶上的应用还处于起步阶段。船用氢燃料电池大多也是在车用技术基础上适当升级改造而成的，其冷却方式仍为风冷。若采用风冷方式，为保证氢燃料电池在适宜温度下工作，需要配置大功率风机和大尺寸风道。这种风冷方式虽然系统结构简单，但冷却效果相对于水冷方式较差；布置相应风机和风道需要较大空间，且风道及其出入口的布置增加了危险区域范围，更增加了船舶整体布置难度。
[0004]综上所述，对于船用氢燃料电池的冷却系统不宜采用风冷方式。现亟需设计一种可用于船用氢燃料电池动力装置的水冷却系统，以提高冷却效率，降低船舶布置难度，增强氢燃料电池在船舶上的可应用性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种船用氢燃料电池冷却系统，以采用水冷方式提高船用氢燃料电池的冷却效率，降低船舶布置难度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种船用氢燃料电池冷却系统，所述冷却系统包括：闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统和换热器；
[0008]闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统分区设置；
[0009]闭式淡水冷却系统的淡水管路与换热器的热流体管路连接，所述闭式淡水冷却系统用于在冷却液带走氢燃料电池动力装置所产生的热量后，通过氢燃料电池动力装置机带冷却泵驱动冷却液在淡水管路和热流体管路中循环流动；
[0010]开式海水冷却系统的海水管路与换热器的冷流体管路连接，所述开式海水冷却系统用于通过变频冷却泵组带动海水在海水管路和冷流体管路中流动；
[0011]所述换热器用于进行冷却液与海水的热量交换。
[0012]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0013]本专利技术公开一种船用氢燃料电池冷却系统，包括闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统和换热器，闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统分区布置，闭式淡水冷却系统在冷却液带走氢燃料电池动力装置所产生的热量后，通过氢燃料电池动力装置机带冷却泵驱
动冷却液至换热器的热流体管路中，开式海水冷却系统通过变频冷却泵组带动海水流入冷流体管路，在换热器处进行冷却液和海水的热量交换。本专利技术将船用氢燃料电池的冷却形式由风冷改为水冷，相比于风冷，水冷的冷却效果更好，效率更高，同时由于取消了大功率风机和大尺寸风道，避免了危险区的进一步扩大，大大降低了船舶整体布置难度。
[0014]本专利技术将闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统采用分区布置形式，可尽量将电气设备布置在安全区域处所，既提高了船舶安全性，又降低了安全防护成本。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种船用氢燃料电池冷却系统的结构示意图。
[0017]符号说明：1
‑
氢燃料电池动力装置，2
‑
膨胀水箱，3
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去离子罐，4
‑
第一温度传感器，5
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可燃气体探测装置，6
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换热器，7
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变频冷却泵组，8
‑
通海阀，9
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第一淡水管路，10
‑
海水管路，11
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第二温度传感器，12
‑
第二淡水管路。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术的目的是提供一种船用氢燃料电池冷却系统，以采用水冷方式提高船用氢燃料电池的冷却效率，降低船舶布置难度。
[0020]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0021]本专利技术在充分消化、理解船舶氢燃料电池的相关规范、规则的基础上，结合常规船用动力装置冷却系统的设计经验，设计了一种船用氢燃料电池冷却系统。
[0022]本专利技术实施例提供的一种船用氢燃料电池冷却系统，如图1所示，冷却系统包括：闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统和换热器6。
[0023]闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统分区设置。闭式淡水冷却系统的淡水管路与换热器6的热流体管路连接，闭式淡水冷却系统用于在冷却液带走氢燃料电池动力装置1所产生的热量后，通过氢燃料电池动力装置1机带冷却泵驱动冷却液在淡水管路和热流体管路中循环流动。开式海水冷却系统的海水管路10与换热器6的冷流体管路连接，开式海水冷却系统用于通过变频冷却泵组7带动海水在海水管路10和冷流体管路中流动。换热器6用于进行冷却液与海水的热量交换。
[0024]下面结合图1对船用氢燃料电池冷却系统中的各个结构进行说明。
[0025](一)闭式淡水冷却系统
[0026]闭式淡水冷却系统包括：氢燃料电池动力装置1、冷却泵、第一淡水管路9和第二淡
水管路12。
[0027]第一淡水管路9的一端与氢燃料电池动力装置1的进水口连接，第一淡水管路9的另一端与换热器6的热流体管路的一端连接；第二淡水管路12的一端与氢燃料电池动力装置1的出水口连接，第二淡水管路12的另一端与换热器6的热流体管路的另一端连接；冷却泵设置在第一淡水管路9或第二淡水管路12上。氢燃料电池动力装置1、第二淡水管路12、换热器6的热流体管路和第一淡水管路9形成冷却液的循环通路。
[0028]氢燃料电池动力装置1与冷却泵连接，冷却泵用于在冷却液吸收氢燃料电池动力装置1所产生的热量后，驱动冷却液经第二淡水管路12流动至换热器6的热流体管路进行热量交换，热量交换后的冷却液通过第一淡水管路9再次流入氢燃料电池动力装置1吸收氢燃料电池动力装置1所产生的热量，使得冷却液在循环通路中循环流动。
[0029]示例性的，闭式淡水冷却系统还包括：第一温度传感器4和第二温度传感器11。第一温度传感器4设置在氢燃料电池动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用氢燃料电池冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统和换热器；闭式淡水冷却系统和开式海水冷却系统分区设置；闭式淡水冷却系统的淡水管路与换热器的热流体管路连接，所述闭式淡水冷却系统用于在冷却液带走氢燃料电池动力装置所产生的热量后，通过氢燃料电池动力装置机带冷却泵驱动冷却液在淡水管路和热流体管路中循环流动；开式海水冷却系统的海水管路与换热器的冷流体管路连接，所述开式海水冷却系统用于通过变频冷却泵组带动海水在海水管路和冷流体管路中流动；所述换热器用于进行冷却液与海水的热量交换。2.根据权利要求1所述的船用氢燃料电池冷却系统，其特征在于，所述开式海水冷却系统包括：变频冷却泵组、通海箱、通海阀和海水管路；变频冷却泵组的入水口与通海箱连接，变频冷却泵组的出水口通过海水管路与换热器的冷流体管路的一端连接；所述变频冷却泵组用于从通海箱吸入海水后，驱动海水沿海水管路流动至换热器的冷流体管路；换热器的冷流体管路的另一端与通海阀连接，所述换热器用于将海水与冷却液交换热量后，通过通海阀将交换热量后的海水排回海中。3.根据权利要求2所述的船用氢燃料电池冷却系统，其特征在于，所述闭式淡水冷却系统包括：氢燃料电池动力装置、冷却泵、第一淡水管路和第二淡水管路；第一淡水管路的一端与氢燃料电池动力装置的进水口连接，第一淡水管路的另一端与换热器的热流体管路的一端连接；第二淡水管路的一端与氢燃料电池动力装置的出水口连接，第二淡水管路的另一端与换热器的热流体管路的另一端连接；冷却泵设置在第一淡水管路或第二淡水管路上；氢燃料电池动力装置、第二淡水管路、换热器的热流体管路和第一淡水管路形成冷却液的循环通路；氢燃料电池动力装置与冷却泵连接，所述冷却泵用于在冷却液吸收氢燃料电池动力装置所产生的热量后，驱动冷却液经第二淡水管路流动至换热器的热流体管路进行热量交换，热量交换后的冷却液通过第一淡水管路再次流入氢燃料电池动力装置吸收氢燃料电池动力装置所产生的热量，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国刚，邱延，封毅，强兆新，郝金凤，景彦铭，孙智，蔡明发，
申请(专利权)人：中船重工船舶设计研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：