【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池的散热装置及其使用方法。
技术介绍
1、在燃料电池发动机中，燃料电池电堆是电化学反应发生的场所。反应物为氢气和空气，氢气在阳极催化剂表面反应生成质子，质子通过交换膜传递至阴极，在阴极催化剂表面发与氧气生电化学反应，生成电和水，同时释放大量的热。电堆释放的热量需要冷却系统来进行降温，以保证电堆在一个合适的温度区间内运行。
2、现有燃料电池系统技术中，冷却系统独立存在，经过散热器散热后的冷却液进入电堆，和电堆发生热交换，电堆出口冷却液温度升高，通过水泵进入散热器进行降温。当前提高冷却系统散热效率的常用手段是增加冷却液流量、增大水泵体积、增大散热风扇的功率或尺寸等，但是这样操作会增加整车设计难度。
3、此外，从电堆空气出口的气体流经加湿器，再流经膨胀机涡轮，高湿高热的空气能量大幅度损失，气体温度降低的同时气态水也变成液态水，低温气体和液态水同时通过混排排出，低温气体和液态水是一种很好的冷却介质，却未加利用，存在一定程度浪费。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种燃料电池的散热装置及其使用方法，在冷却系统的电堆入口处增加一个和空气系统电堆出口处集成的板换，使得冷却系统不再独立存在，空气系统的低温气体和液态水参与散热。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种燃料电池的散热装置，所述散热装置包括空气系统和冷却系统，分别与电堆连接，所述冷却系统的电堆入
4、其中，所述冷却系统的管路上依次包括连接的水泵、散热器、板换热流道以及电堆；
5、所述空气系统的管路上包括依次连接的空压机、加湿器、电堆、涡轮、板换冷流道以及混排；
6、进一步设置，所述空气系统的管路上还连接有雾化器，所述雾化器设置在涡轮和板换冷流道之间；
7、该设置的目的在于，从电堆的空气出口流出的气体为高湿高热气体，气体经涡轮转动后，气体的温度大幅度降低的同时，部分低温气体会变成液态水，雾化器可将液态水打散成小液滴。
8、优选的，所述雾化器集成设置在板换冷流道上，提高系统集成度，减小系统体积。
9、优选的，所述雾化器和混排集成设置在板换冷流道上，更大程度上提高系统集成度。
10、进一步的，所述空气系统的管路上还设置有消音器，所述消音器集成设置在混排上；
11、优选的，所述消音器、雾化器、混排集成设置在板换冷流道上。
12、进一步的，所述冷却系统的管路上和空气系统的管路上还设置有若干个温度传感器，用于测量流体的温度。
13、通过在冷却系统中增加一个和空气系统出口管路集成的板换，充分利用空气系统管路中的经涡轮转动后的低温气体混合物，进行热量交换，使得冷却系统的冷却液释放热量温度降低的同时，空气系统的低温混合物吸收热量，提高冷却系统的冷却能力，达到更好的冷却电堆的效果。
14、本专利技术还提供一种燃料电池的散热装置的使用方法，用以执行上述的燃料电池的散热装置，具体使用方法包括以下步骤：
15、s1：启动散热装置的冷却系统和空气系统；
16、s2：控制冷却液通过水泵进入散热器进行散热降温，随后进入板换热流道换热降温，释放热量；
17、s3：同时控制电堆空气出口的气体流经加湿器和涡轮，进入板换冷流道，吸收热量；
18、s4：充分降温的冷却液进入电堆，与电堆发生热交换完成电堆的散热。
19、本专利技术至少具有以下有益效果：
20、1、本专利技术提供的一种燃料电池的散热装置，通过在空气系统和冷却系统的管路增设板换，利用空气系统的低温气体和液态水来与冷却液换热，进一步降低冷却液温度，使得入堆的冷却液能够更好的对电堆进行降温散热，提高了冷却系统的冷却能力，避免了浪费；
21、2、本专利技术提供的一种燃料电池的散热装置，通过在空气系统的涡轮后增设雾化器或将雾化器集成设置在板换上，提高板换的换热效率；
22、3、本专利技术提供的一种燃料电池的散热装置，可将雾化器、消音器以及混排集中设计在板换上，提高系统集成度，减小系统体积，实现高度集成化，降低了燃料电池的设计布局压力。
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1.一种燃料电池的散热装置，所述散热装置包括空气系统和冷却系统，分别与电堆连接，其特征在于，所述冷却系统的电堆入口管路处和空气系统的电堆出口管路处共同设置一个集成的板换，所述板换的热流道位于冷却系统的管路，所述板换的冷流道位于空气系统的管路。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，所述雾化器集成设置在板换冷流道上。
5.根据权利要求4所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，所述混排集成设置在板换冷流道上。
6.根据权利要求3所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，所述雾化器、混排集成设置在板换冷流道上。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，所述冷却系统的管路上和空气系统的管路上还设置有温度传感器。
8.一种权利要求7所述的燃料电池的散热装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的散热装置，所述散热装置包括空气系统和冷却系统，分别与电堆连接，其特征在于，所述冷却系统的电堆入口管路处和空气系统的电堆出口管路处共同设置一个集成的板换，所述板换的热流道位于冷却系统的管路，所述板换的冷流道位于空气系统的管路。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的燃料电池的散热装置，其特征在于，所述雾化器集成...
【专利技术属性】
技术研发人员：方川，孙成，李佳莹，李飞强，张国强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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