燃料电池温度控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种燃料电池温度控制系统及方法，该燃料电池温度控制系统包括制冷剂回路

【技术实现步骤摘要】
燃料电池温度控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池温度控制系统及方法
。

技术介绍

[0002]燃料电池系统因能量密度较高，燃料加注时间短，生成产物对环境没有污染，因此成为未来动力系统的发展方向之一
。
典型的燃料电池系统包括燃料电池堆
、
燃料供给系统，空气供给系统以及热管理系统四个部分
。
通过向燃料电池堆中供给氢气及含有氧气的空气，在燃料电池堆内部发生电化学反应，产生电力，并且排出反应副产物热和水
。
[0003]目前市场上燃料电池系统的热管理系统普遍采用扇热风扇进行散热，散热风扇通过风机转动带动空气对流进行换热，从而维持系统温度控制，但驱动风机会带来燃料电池系统能量的损耗，与此同时局限于船舶的空间较小，较难满足散热风扇对于空间的要求
。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供了一种燃料电池温度控制系统及方法，旨在解决驱动风机会带来燃料电池系统能量的损耗的技术问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池温度控制系统，所述燃料电池温度控制系统包括：
[0007]制冷剂回路
、
冷却回路以及板式换热器；
[0008]所述制冷剂回路和所述冷却回路通过所述板式换热器连接；
[0009]所述制冷剂回路，用于降低冷媒温度，并控制温度降低后的冷媒通过所述板式换热器；
[0010]所述板式换热器，用于将所述温度降低后的冷媒与所述冷却回路内的冷却液进行热交换；
[0011]所述冷却回路，用于将热交换后的所述冷却液输入燃料电池的电堆中
。
[0012]可选地，所述冷却回路包括：
[0013]第一流道至第三流道，水泵和第一节温器；所述水泵设置在所述第一流道
、
所述第二流道和所述第三流道的交汇处，所述第一节温器设置在所述第一流道上；
[0014]所述水泵，用于调节所述冷却回路内冷却液的流速；
[0015]所述第一节温器，用于调节输入至所述板式换热器冷却液的流量
。
[0016]可选地，所述冷却回路还包括：
[0017]电加热器和第二节温器；所述第二节温器设置在所述第二流道上，所述电加热器设置在所述第三流道上设置有电加热器；
[0018]所述电加热器和所述水泵通过所述第二节温器连接；所述第二节温器还与所述第一节温器连接；
[0019]所述电加热器，用于所述加热所述冷却回路内部的冷却液；
[0020]所述第二节温器，用于调节输入至所述电加热器的冷却液流量
。
[0021]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种燃料电池温度控制方法，所述燃料电池温度控制方法应用于如上文所述的燃料电池温度控制系统中，所述燃料电池温度控制方法包括：
[0022]获取电堆的当前入口温度以及目标入口温度；
[0023]在所述当前入口温度达到所述目标入口温度时，调节所述第二节温器的开度，将输入至所述电加热器的冷却液流量调整为第一预设参数；
[0024]根据所述当前入口温度和所述目标入口温度调节所述水泵的转速和所述第一节温器的开度
。
[0025]可选地，所述获取电堆的当前入口温度以及目标入口温度的步骤之后，还包括：
[0026]检测制冷剂回路冷却液温度；
[0027]当所述当前入口温度低于目标入口温度且低于所述制冷剂回路冷却液温度时，增大所述第一节温器和第二节温器的开度，开启电加热器
。
[0028]可选地，所述检测制冷剂回路冷却液温度的步骤之后，还包括：
[0029]当所述当前入口温度低于所述目标入口温度且高于所述制冷剂回路冷却液温度时，减小所述第一节温器的开度；
[0030]开启电加热器，并增大所述第二节温器的开度
。
[0031]可选地，所述获取电堆的当前入口温度以及目标入口温度的步骤，包括：
[0032]获取电堆入口的入口温度；
[0033]将所述入口温度与所述目标入口温度进行比较；
[0034]根据所述入口温度与所述目标入口温度的比较结果向所述第一节温器和所述第二节温器发出控制信号
。
[0035]可选地，所述根据所述当前入口温度和所述目标入口温度调节所述水泵的转速和所述第一节温器的开度的步骤，包括：
[0036]确定所述当前入口温度和所述目标入口温度之间的电堆出入口温差；
[0037]根据所述电堆出入口温差的大小调节所述水泵的转速；
[0038]根据所述电堆出入口温差的大小调节所述第一节温器的开度
。
[0039]可选地，所述根据差值的大小调节所述水泵的转速的步骤，包括：
[0040]在所述差值大于所述电堆出口与所述电堆入口的温差值时，减小所述水泵的转速；
[0041]或，在所述差值不大于所述电堆出口与所述电堆入口的温差值时，增大所述水泵的转速
。
[0042]可选地，所述根据所述电堆出入口温差的大小调节所述第一节温器的开度包括：
[0043]在所述差值大于第一预设差值时，增大所述第一节温器的开度；
[0044]或，在所述差值不大于第一预设差值时，减小所述第一节温器的开度
。
[0045]本专利技术的燃料电池温度控制系统包括制冷剂回路
、
冷却回路以及板式换热器；所述制冷剂回路和所述冷却回路通过所述板式换热器连接；所述制冷剂回路，用于降低冷媒温度，并控制温度降低后的冷媒通过所述板式换热器；所述板式换热器，用于将所述温度降
低后的冷媒与所述冷却回路内的冷却液进行热交换；所述冷却回路，用于将热交换后的所述冷却液输入燃料电池的电堆中
。
在制冷剂回路控制温度降低后的冷媒通过所述板式换热器，板式换热器将所述温度降低后的冷媒与所述冷却回路内的冷却液进行热交换，并通过冷却回路将热交换后的所述冷却液输入燃料电池的电堆中，完成燃料电池电堆的冷却
。
由于采用了液冷，不需要使用风机，解决了驱动风机会带来燃料电池系统能量的损耗的技术问题
。
附图说明
[0046]图1为本专利技术第一实施例的燃料电池温度控制系统示意图；
[0047]图2为本专利技术第一实施例的燃料电池温度控制系统的详细示意图；
[0048]图3为本专利技术燃料电池温度控制方法的流程示意图
。
[0049]本专利技术目的的实现
、
功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明
。
具体实施方式
[0050]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0051]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池温度控制系统，其特征在于，所述燃料电池温度控制系统包括：制冷剂回路
、
冷却回路以及板式换热器；所述制冷剂回路和所述冷却回路通过所述板式换热器连接；所述制冷剂回路，用于降低冷媒温度，并控制温度降低后的冷媒通过所述板式换热器；所述板式换热器，用于将所述温度降低后的冷媒与所述冷却回路内的冷却液进行热交换；所述冷却回路，用于将热交换后的所述冷却液输入燃料电池的电堆中
。2.
如权利要求1所述的燃料电池温度控制系统，其特征在于，所述冷却回路包括：第一流道至第三流道，水泵和第一节温器；所述水泵设置在所述第一流道
、
所述第二流道和所述第三流道的交汇处，所述第一节温器设置在所述第一流道上；所述水泵，用于调节所述冷却回路内冷却液的流速；所述第一节温器，用于调节输入至所述板式换热器冷却液的流量
。3.
如权利要求2所述的燃料电池温度控制系统，其特征在于，所述冷却回路还包括：电加热器和第二节温器；所述第二节温器设置在所述第二流道上，所述电加热器设置在所述第三流道上设置有电加热器；所述电加热器和所述水泵通过所述第二节温器连接；所述第二节温器还与所述第一节温器连接；所述电加热器，用于所述加热所述冷却回路内部的冷却液；所述第二节温器，用于调节输入至所述电加热器的冷却液流量
。4.
一种燃料电池温度控制方法，其特征在于，所述燃料电池温度控制方法应用于如权利要求3所述的燃料电池温度控制系统中，所述燃料电池温度控制方法包括：获取电堆的当前入口温度以及目标入口温度；在所述当前入口温度达到所述目标入口温度时，调节所述第二节温器的开度，将输入至所述电加热器的冷却液流量调整为第一预设参数；根据所述当前入口温度和所述目标入口温度调节所述水泵的转速和所述第一节温器的开度
。5.
如权利要求4所述的燃料电池温度控制方法，其特征在于，所述获取电...

【专利技术属性】
技术研发人员：余万德，曹桂军，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：