燃料电池热量管理系统与方法技术方案

本申请公开了一种燃料电池热量管理系统与方法，其中，燃料电池热量管理系统，包括燃料电池电堆、冷却循环回路、储热回路以及换热支路，冷却循环回路与燃料电池电堆连通，换热支路与冷却循环回路可通断连接，在换热支路与冷却循环回路连通的情况下，换热支路与储热回路发生换热，以至少能够使得储热回路储存的热量经换热支路与冷却循环回路加热燃料电池电堆。本申请实施例可以通过储热回路为燃料电池电堆供热，保证燃料电池在低温环境下仍能正常启动，且无需增加复杂的电加热装置，能够有效降低燃料电池热量管理系统的成本。低燃料电池热量管理系统的成本。低燃料电池热量管理系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池热量管理系统与方法


[0001]本申请属于燃料电池
，具体涉及一种燃料电池热量管理系统与方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池可以利用氢气与空气发生电化学反应来输出电能，反应的主要产物为水，因此基本上不会带来环境污染。然而，当氢燃料电池处于低温环境下，反应产生的水可能因低温冻结而阻碍气体进入氢燃料电池电堆，甚至损害电堆中的质子交换膜、催化层等结构。为保证氢燃料电池在低温环境下正常启动，相关技术中通常为电堆配备电加热装置，这样会导致氢燃料电池的成本较高。

技术实现思路

[0003]本申请旨在提供一种燃料电池热量管理系统与方法，至少解决相关技术为电堆配备电加热装置导致氢燃料电池的成本较高的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0005]第一方面，本申请实施例提出了一种燃料电池热量管理系统，包括：
[0006]燃料电池电堆；
[0007]冷却循环回路，冷却循环回路与燃料电池电堆连通；
[0008]储热回路；
[0009]换热支路，换热支路与冷却循环回路可通断连接，在换热支路与冷却循环回路连通的情况下，换热支路与储热回路发生换热，以至少能够使得储热回路储存的热量经换热支路与冷却循环回路加热燃料电池电堆。
[0010]第二方面，本申请实施例还提供一种燃料电池热量管理方法，包括：
[0011]获取燃料电池电堆的工作温度；
[0012]在工作温度小于第二温度阈值的情况下，控制换热支路与冷却循环回路连通，控制换热支路与储热回路发生换热，以使储热回路储存的热量经换热支路与冷却循环回路加热燃料电池电堆。
[0013]本申请实施例提供的燃料电池热量管理系统，包括燃料电池电堆、冷却循环回路、储热回路以及换热支路，冷却循环回路与燃料电池电堆连通，换热支路与冷却循环回路可通断连接，在换热支路与冷却循环回路连通的情况下，换热支路与储热回路发生换热，以至少能够使得储热回路储存的热量经换热支路与冷却循环回路加热燃料电池电堆。本申请实施例可以通过储热回路为燃料电池电堆供热，保证燃料电池在低温环境下仍能正常启动，且无需增加复杂的电加热装置，能够有效降低燃料电池热量管理系统的成本。
[0014]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0016]图1是本申请实施例提供的燃料电池热量管理系统在燃料电池冷启动时的工作原理示意图；
[0017]图2是本申请实施例提供的燃料电池热量管理系统在为储热回路加热时的工作原理示意图；
[0018]图3是本申请实施例提供的燃料电池热量管理系统在冷却循环回路与储热回路断开时的结构示意图；
[0019]图4是本申请实施例提供的燃料电池热量管理方法的流程示意图。
[0020]附图标记：100
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燃料电池电堆、200
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冷却循环回路、211
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第三管路、212
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第四管路、221
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散热器、222
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第二循环水泵、223
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第二阀门、231
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第二温度传感器、232
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第三温度传感器、300
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储热回路、310
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储热水箱、311
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第一温度传感器、312
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液位计、313
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温度表、314
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排水阀、315
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加水阀、320
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第一循环水泵、400
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换热支路、411
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第一管路、412
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第二管路、420
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第一阀门、500
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换热器、610
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空气输送管路、611
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第四温度传感器、620
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中冷器。
具体实施方式
[0021]下面将详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0023]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
[0024]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0025]如图1所示，根据本申请一些实施例的燃料电池热量管理系统，包括：
[0026]燃料电池电堆100；
[0027]冷却循环回路200，冷却循环回路200与燃料电池电堆100连通；
[0028]储热回路300；
[0029]换热支路400，换热支路400与冷却循环回路200可通断连接，在换热支路400与冷却循环回路200连通的情况下，换热支路400与储热回路300发生换热，以至少能够使得储热回路300储存的热量经换热支路400与冷却循环回路200加热燃料电池电堆100。
[0030]众所周知，燃料电池电堆100为燃料电池的核心部件，其负责将化学能转化为电能。燃料电池电堆100中通常设置有例如阳极气体通道、阴极气体通道、质子交换膜、催化层以及气体扩散层等结构。此外，燃料电池电堆100中，化学能仅部分转化为电能，其余的化学能通常转化为热能，因此，为及时排出热量，防止温度过高，在燃料电池电堆100中，往往还设置有冷却通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池热量管理系统，其特征在于，包括：燃料电池电堆(100)；冷却循环回路(200)，所述冷却循环回路(200)与所述燃料电池电堆(100)连通；储热回路(300)；换热支路(400)，所述换热支路(400)与所述冷却循环回路(200)可通断连接，在所述换热支路(400)与所述冷却循环回路(200)连通的情况下，所述换热支路(400)与所述储热回路(300)发生换热，以至少能够使得所述储热回路(300)储存的热量经所述换热支路(400)与所述冷却循环回路(200)加热所述燃料电池电堆(100)。2.根据权利要求1所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，还包括换热器(500)，所述储热回路(300)和所述换热支路(400)在所述换热器(500)中换热。3.根据权利要求2所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述储热回路(300)包括储热水箱(310)和第一循环水泵(320)；所述储热水箱(310)、所述第一循环水泵(320)以及所述换热器(500)连通，所述第一循环水泵(320)用于在所述储热水箱(310)与所述换热器(500)之间泵送流体。4.根据权利要求3所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述储热水箱(310)上设置有第一温度传感器(311)；在所述第一温度传感器(311)检测的温度小于第一温度阈值的情况下，所述换热支路(400)与所述储热回路(300)发生换热，还能够使得所述燃料电池电堆(100)产生的热量经所述冷却循环回路(200)与所述换热支路(400)加热所述储热回路(300)。5.根据权利要求3所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述储热水箱(310)上还设置有液位计(312)和温度表(313)中的至少一项。6.根据权利要求2所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述换热支路(400)包括第一管路(411)、第二管路(412)以及设置于所述第一管路(411)上的第一阀门(420)；所述冷却循环回路(200)包括连接所述燃料电池电堆(100)的冷却出口的第三管路(211)以及设置于所述第三管路(211)上的第二阀门(223)；所述第一管路(411)的第一端与所述第二管路(412)的第一端均连接所述第三管路(211)，且分别位于所述第二阀门(223)的两端，所述第一管路(411)的第二端与所述第二管路(412)的第二端均连接所述换热器(500)；在所述第一阀门(420)开启且所述第二阀门(223)关闭的情况下，所述换热支路(400)与所述冷却循环回路(200)连通；在所述第一阀门(420)关闭且所述第二阀门(223)开启的情况下，所述换热支路(400)与所述冷却循环回路(200)断开。7.根据权利要求1所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述冷却循环回路(200)包括散热器(221)和第二循环水泵(222)；所述散热器(221)、所述第二循环水泵(222)以及燃料电池电堆(100)依次连接，所述第二循环水泵(222)用于在所述散热器(221)与所述燃料电池电堆(100)之间泵送流体。8.根据权利要求7所述的燃料电池热量管理系统，其特征在于，所述冷却循环回路(200)还包括连接所述燃料电池电堆(100)的冷却出口的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈翼，
申请(专利权)人：英飞腾上海氢能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：