船舶燃料电池的冷却系统技术方案

本申请提供一种船舶燃料电池的冷却系统，涉及燃料电池冷却系统领域，其包括燃料电池系统

【技术实现步骤摘要】
船舶燃料电池的冷却系统


[0001]本申请涉及燃料电池冷却系统领域，具体涉及一种船舶燃料电池的冷却系统
。

技术介绍

[0002]水路交通载运工具绿色化是水运行业的技术前沿和未来趋势
。
从中长期来看，氢
、
氨等零碳燃料技术将是水路交通载运工具实现零排放的重要途径
。
氢动力船舶基于燃料电池的氢能应用模式，兼顾能源高效利用
、
零排放
、
船舶舒适度提升，可以适应未来绿色船舶市场需求，并且具有广阔应用前景
。
[0003]在现阶段，氢燃料电池适用于多种内河船舶，可作为小型船舶的主动力，也可以作为大型船舶的辅助动力
。
氢燃料电池在运行时会产生大量的热量，需要搭配散热系统进行散热，当下传统的散热系统大多采用外置散热器
、
散热风扇及驱动水泵的组合完成散热，存在体积大
、
能耗高
、
噪音大等缺点，在空间较为有限的船舶中，其应用存在限制
。
[0004]因此，需要一种新的船舶用燃料电池冷却系统，能够改善传统散热系统体积大
、
能耗高
、
噪音大的缺陷，更加适用于船舶
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本说明书实施例提供一种船舶燃料电池的冷却系统，能够改善传统散热系统体积大
、
能耗高
、
噪音大的缺陷，利用船舶的工作环境，实现更高效率的散热
。
[0006]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0007]本说明书实施例提供一种船舶燃料电池的冷却系统，包括燃料电池系统
、
主循环冷却液系统及主换热系统；
[0008]所述主循环冷却液系统包括主冷却管路及主水泵；
[0009]所述主冷却管路沿燃料电池的电堆外周分布，用于将电堆产生的热量通过冷却液带离；
[0010]所述主水泵用于驱使主冷却管路内的冷却液循环流动；
[0011]所述主换热系统包括第一换热盘管
、
第一换热水箱及第一换热水泵；
[0012]所述第一换热水泵用于将船舶外部的水持续泵入第一换热水箱的内部；
[0013]所述第一换热盘管与主冷却管路连通且置于第一换热水箱内部；
[0014]所述主冷却管路流动至第一换热盘管内的冷却液通过与第一换热水箱内部的水进行热交换，将冷却液内的热量通过第一换热水箱内部的水带离主冷却管路
。
[0015]通过上述技术方案，设置主循环冷却液系统及主换热系统，利用第一换热水泵抽取船舶外部的水，如江
、
河
、
湖泊或者大海中的水，将水抽入第一换热水箱内部，以热交换的形式，使得第一换热水箱内部的水将冷却液中的热量带离，进而可以有效的带离电堆产生的热量，起到了冷却的效果，再者，相比于同功率的传统风冷散热系统，本申请提供的船舶燃料电池的冷却系统，在体积上更小
、
冷却效率更高
、
具有更小的噪音，并且充分利用了船舶的工作环境，实现了良好的散热效果
。
[0016]优选的，还包括辅助冷却液系统和辅助换热系统；
[0017]所述辅助冷却液系统包括辅助冷却管路及辅助水泵；
[0018]所述辅助冷却管路沿燃料电池系统除去电堆外其余部件的外周分布，用于将燃料电池系统除去电堆外其余部件产生的热量通过冷却液带离；
[0019]所述辅助水泵用于驱使辅助冷却管路内的冷却液循环流动；
[0020]所述辅助换热系统包括第二换热盘管；
[0021]所述第二换热盘管与辅助冷却管路连接，所述辅助冷却管路流动至第二换热盘管的冷却液与第二换热盘管外部的水进行热交换，将冷却液内的热量通过第二换热盘管外部的水带离
。
[0022]通过上述技术方案，设置辅助冷却液系统和辅助换热系统，对燃料电池除去电堆外的其余部件进行散热，提高整个燃料电池系统的散热效果
。
[0023]优选的，所述辅助换热系统还包括第二换热水箱和第二换热水泵；
[0024]所述第二换热盘管置于第二换热水箱的内部，第二换热水泵用于将船舶外部的水持续泵入第二换热水箱的内部
。
[0025]通过上述技术方案，设置第二换热水箱和第二换热水泵，将船舶外部的水抽取进第二换热水箱，使得第二换热盘管的冷却液通过抽取进第二换热水箱内的水进行热交换，可以更好的适应船舶不同的行驶环境，在适应能力上更好，工作时的可靠性更高
。
[0026]优选的，所述主换热系统包括换热水泵控制器，所述第一换热水泵为自吸式船舶变频离心水泵，所述换热水泵控制器与所述第一换热水泵连接；
[0027]所述换热水泵控制器根据电堆的出口温度
、
燃料电池系统的瞬时工况和功率输出值，调节第一换热水泵的转速，以将电堆的工作温度控制在预设范围内
。
[0028]通过上述技术方案，设置第一换热水泵为自吸式船舶变频离心水泵，利燃料电池系统自带的温度传感器及检测系统，检测电堆温度
、
燃料电池系统的瞬时工况和功率输出值，反馈至换热水泵控制器，以调节第一换热水泵的转速，进而控制第一换热水箱内水的流速，实现对第一换热盘管内的冷却液和第一换热水箱内水的热交换效率的控制，将电堆的工作温度控制在预设范围内，使得电堆在工作时能够保持适宜的温度
。
[0029]优选的，所述主循环冷却液系统中还包括节温器和主水泵控制器，所述节温器
、
主水泵控制器和主水泵连接；
[0030]所述节温器和主水泵控制器配合，根据主冷却管路内的冷却液温度，调节主水泵的转速，以实现对主冷却管路内冷却液流速的控制
。
[0031]通过上述技术方案，进一步的控制电堆热量的交换速率，可以更好的将电堆的工作温度控制在预设范围内，保持电堆在良好的工况下运行
。
[0032]优选的，所述主循环冷却液系统还包括主冷却液箱，所述主冷却管路和所述主冷却液箱连通；
[0033]通过所述主水泵，使得冷却液在主冷却液箱
、
主冷却管路及第一换热盘管之间循环流动
。
[0034]优选的，所述第一换热水箱顶部设有第一溢出口；
[0035]所述第一换热水泵工作时，所述换热水箱内部的水从顶部的溢水口呈不断溢出状态
。
[0036]优选的，所述辅助冷却液系统还包括辅助冷却液箱，所述辅助冷却管路和所述辅助冷却液箱连通；
[0037]通过所述辅助水泵，使得冷却液在辅助冷却液箱
、
辅助冷却管路及第二换热盘管之间循环流动
。
[0038]优选的，所述燃料电池系统的尾排设置有消音器
。
[0039]通过上述技术方案，进一步降低燃料电池系统工作时产生的噪音...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种船舶燃料电池的冷却系统，其特征在于，包括燃料电池系统
、
主循环冷却液系统及主换热系统；所述主循环冷却液系统包括主冷却管路及主水泵；所述主冷却管路沿燃料电池的电堆外周分布，用于将电堆产生的热量通过冷却液带离；所述主水泵用于驱使主冷却管路内的冷却液循环流动；所述主换热系统包括第一换热盘管
、
第一换热水箱及第一换热水泵；所述第一换热水泵用于将船舶外部的水持续泵入第一换热水箱的内部；所述第一换热盘管与主冷却管路连通且置于第一换热水箱内部；所述主冷却管路流动至第一换热盘管内的冷却液通过与第一换热水箱内部的水进行热交换，将冷却液内的热量通过第一换热水箱内部的水带离主冷却管路
。2.
根据权利要求1所述的船舶燃料电池的冷却系统，其特征在于，还包括辅助冷却液系统和辅助换热系统；所述辅助冷却液系统包括辅助冷却管路及辅助水泵；所述辅助冷却管路沿燃料电池系统除去电堆外其余部件的外周分布，用于将燃料电池系统除去电堆外其余部件产生的热量通过冷却液带离；所述辅助水泵用于驱使辅助冷却管路内的冷却液循环流动；所述辅助换热系统包括第二换热盘管；所述第二换热盘管与辅助冷却管路连接，所述辅助冷却管路流动至第二换热盘管的冷却液与第二换热盘管外部的水进行热交换，将冷却液内的热量通过第二换热盘管外部的水带离
。3.
根据权利要求2所述的船舶燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述辅助换热系统还包括第二换热水箱和第二换热水泵；所述第二换热盘管置于第二换热水箱的内部，第二换热水泵用于将船舶外部的水持续泵入第二换热水箱的内部
。4.
根据权利要求1所述的船舶燃料电池的冷却系统，其特征在于，所述主换热系统包括换热水泵控制器，所述第一换热水泵为自吸式船舶变频离心水泵，所述换热水泵控制器与所述第一换热水泵连接；所述换热水泵控制器根据电堆的出口温度
、
燃料电池系统的瞬时工况和功率输出值，调节第一换热水泵的转速，以将电堆的工作温度控制在预设范围内

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锐，李斯琳，丁传委，
申请(专利权)人：上海氢洋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：