一种燃料电池热管理系统技术方案

本技术公开了一种燃料电池热管理系统，包括：水泵、节温器、中冷器、电堆、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路；第一管路连接水泵和电堆；第二管路连接电堆和中冷器；第三管路连接中冷器，并经由节温器的第一输入口连接水泵；第四管路从第二管路引出，并经由节温器的第二输入口连接水泵；第五管路从第一管路引出，并通向第三管路在中冷器和节温器之间的位置；第五管路上设有截止阀。本技术仅通过设置阀门对冷却液流动的管路进行切换，既可实现冷却液在电堆低温状态下对电堆进行快速加热，并能够在电堆常温运行状态下对电堆进行降温散热。本技术的热管理系统结构简单，更利于燃料电池系统的集成及控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池热管理系统。

技术介绍

1、热管理系统是燃料电池系统中一个重要的子系统，用于管理电堆吸收或者排出的热量，使电堆维持在最适宜的温度工作。现有热管理系统通常设置ptc加热器对冷却液进行加热，使加热后的冷却液对电堆加热，从而在低温状态下，电堆能够快速冷启动。在电堆常温运行时，ptc加热器无需启动，使冷却液以较低的温度流入电堆，带走电堆反应中生成的热量。

2、然而，ptc加热器的内部流阻较大，在使用ptc加热器时，通常需要在ptc加热器旁额外增设一水泵，或者增设与ptc加热器并联的管路，以克服ptc加热器的内部流阻，导致此类燃料电池热管理系统较为复杂，不利于集成及控制。此外，ptc加热器的功率较大，增加了燃料电池系统的电量损耗。

技术实现思路

1、本技术提供了一种利于集成控制的燃料电池热管理系统。

2、为了达到上述目的，本技术提供了一种燃料电池热管理系统，包括：水泵、节温器、中冷器、电堆、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路；所述第一管路连接所述水泵和所述电堆；所述第二管路连接所述电堆和所述中冷器；所述第三管路连接所述中冷器，并经由所述节温器的第一输入口连接所述水泵；所述第四管路从所述第二管路引出，并经由所述节温器的第二输入口连接所述水泵；所述第五管路从所述第一管路引出，并通向所述第三管路在所述中冷器和所述节温器之间的位置；所述第五管路上设有截止阀。

3、优选地，所述燃料电池热管理系统还包括：进气管路，其连接所述中冷器和所述电堆，用于向所述中冷器输送空气，并将空气经由所述中冷器输送至所述电堆。

4、优选地，所述进气管路上设有空压机，所述空气由所述空压机压缩升温形成高温空气后，输送至所述中冷器；在冷启动状态下，关闭所述截止阀和所述节温器的第二输入口，开启所述节温器的第一输入口；所述电堆中的低温冷却液由所述第二管路进入所述中冷器，与所述中冷器中的高温空气换热，形成的高温冷却液依次经过所述第三管路、所述第一管路进入所述电堆。

5、优选地，所述燃料电池热管理系统还包括：散热器，其设置于所述第四管路上；在常温运行状态下，关闭所述节温器的第一输入口，开启所述节温器的第二输入口和所述截止阀；冷却液通过所述水泵泵入所述第一管路后，分流为流经所述电堆的第一流股冷却液，和通过截止阀进入所述中冷器的第二流股冷却液；所述第一流股冷却液和所述第二流股冷却液汇合后，经过所述第四管路的散热器散热后进入所述水泵。

6、优选地，所述燃料电池热管理系统还包括：去离子器，设置于所述第三管路上，用于去除冷却液中的离子，降低所述冷却液的电导率。

7、优选地，所述燃料电池热管理系统还包括：空气温度传感器，设置于所述进气管路在所述中冷器和所述电堆之间的位置，用于检测空气离开所述中冷器的温度。

8、优选地，所述进气管路上设有增湿器，使空气增湿后再进入所述电堆。

9、优选地，所述燃料电池热管理系统还包括：尾排装置；所述中冷器、所述电堆、所述尾排装置通过三通阀连通，使所述中冷器排出的空气输送至所述电堆和/或所述尾排装置。

10、优选地，所述尾排装置设有尾排消音器，用于降低空气排放的噪音。

11、优选地，所述进气管路上设有空气过滤器，空气由所述空气过滤器过滤后输送至所述空压机。

12、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

13、(1)本技术仅通过设置阀门(截止阀和节温器)对冷却液流动的管路进行切换，既可实现冷却液在电堆低温状态下对电堆进行快速加热，并能够在电堆常温运行状态下对电堆进行降温散热。与现有设置ptc加热器的热管理系统相比，本技术的热管理系统的结构更加简单，更利于燃料电池系统的集成及控制。

14、(2)本技术通过设置中冷器，使空压机排出的高温空气和电堆排出的低温冷却液在中冷器内进行换热，利用高温空气对冷却液进行加热，从而无需再额外设置加热器对冷却液进行加热，减小了燃料电池系统的电量损耗。

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【技术保护点】

1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，包括：水泵(1)、节温器(2)、中冷器(9)、电堆(14)、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路；

2.如权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池热管理系统还包括：

3.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述进气管路上设有空压机(8)，所述空气由所述空压机(8)压缩升温形成高温空气后，输送至所述中冷器(9)；

4.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池热管理系统还包括：

5.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池热管理系统还包括：去离子器(4)，设置于所述第三管路上，用于去除冷却液中的离子，降低所述冷却液的电导率。

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于，包括：水泵(1)、节温器(2)、中冷器(9)、电堆(14)、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路；

2.如权利要求1所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述燃料电池热管理系统还包括：

3.如权利要求2所述的燃料电池热管理系统，其特征在于，所述进气管路上设有空压机(8)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周思宇，宋永平，程龙，吴海龙，王燊，蒋永伟，张伟，王涛，
申请(专利权)人：航天氢能上海科技有限公司，
类型：新型
国别省市：