燃料电池的冷却液温度调整系统及恒温器阀技术方案

冷却液温度调整系统具有：散热器；冷却液循环流路；散热器旁通流路；恒温器阀；以及阀旁通流路，其在恒温器阀处于全闭状态时，也能够使散热器旁通流路的冷却液流过规定量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池的冷却液温度调整系统及恒温器阀
本专利技术涉及对燃料电池的冷却液的温度进行调整的系统及恒温器阀。
技术介绍
在燃料电池上连接有使冷却液循环流动的冷却液循环流路。并且，在该冷却液循环流路的中途配置有散热器(radiator)。另外，设有散热器旁通流路，其将散热器上游的冷却液循环流路和散热器下游的冷却液循环流路连结。此外，在冷却液循环流路和散热器旁通流路结合的位置设有三向阀。通过上述结构，使得在散热器中流动的冷却液的流量和绕过散热器的冷却液的流量对应于运行状态而通过三向阀进行调整。其结果，可将冷却液调整至适当的温度，将燃料电池调整为与运行状态相对应的适当的温度。如果三向阀使用电磁阀，则成本很高。因此，在JP2007 - 305519A中，通过使用恒温器阀并且对冷却液泵的旋转进行控制，从而对冷却液的温度进行调整。
技术实现思路
但是，在前述的现有燃料电池系统中，为了提高冷却液的温度，通过间歇地使冷却液泵动作并尽量延迟冷却水的循环，从而使燃料电池附近的冷却液温度上升。但是，在上述技术中，由于供给至燃料电池的冷却液温度是经由恒温器供给的，因此，其结果不会超过恒温器的设定温度，无法像三向阀那样使供给至燃料电池的水温可变。因此，对于使用恒温器的冷却系统来说，还需要进行改善。本专利技术就是鉴于上述问题点而提出的，目的在于提供一种燃料电池的冷却液温度调整系统及恒温器阀，其能够使供给至燃料电池的冷却液的温度高于恒温器的设定温度。根据本专利技术的一个方式，提供一种燃料电池的冷却液温度调整系统，其具有:燃料电池；散热器，其对冷却液的热量进行散热；冷却液循环流路，其设置为将燃料电池和所述散热器连结，以使得冷却液循环流动；散热器旁通流路，其将散热器的上游和下游连结，以使得冷却液绕过散热器；恒温器阀，其设置在散热器旁通流路中，对在散热器旁通流路中流动的流量进行调整；以及阀旁通流路，即使在恒温器阀为全闭状态时，该阀旁通流路也使散热器旁通流路的规定量的冷却液流过。对于本专利技术的实施方式、本专利技术的优点，参照随附的附图，如下详细地进行说明【附图说明】图1是表示本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第I实施方式的图。图2是表示本专利技术所涉及的恒温器阀的构造的剖视图。图3是对第I实施方式的作用效果进行说明的图。图4A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第2实施方式进行说明的图。图4B是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第2实施方式进行说明的图。图5是表示本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第3实施方式的图图6是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第3实施方式进行说明的图。图7A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第4实施方式的结构进行说明的图。图7B是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第4实施方式的结构进行说明的图。图8A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第4实施方式进行说明的图。图SB是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第4实施方式进行说明的图。图9A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第5实施方式的结构进行说明的图。图9B是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第5实施方式的结构进行说明的图。图10是表示用于对冷却液的目标温度进行设定的对应图的一个例子的图。图1lA是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第6实施方式进行说明的图。图1lB是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第6实施方式进行说明的图。图12A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第7实施方式进行说明的图。图12B是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第7实施方式进行说明的图。图13A是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第8实施方式进行说明的图。图13B是对本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第8实施方式进行说明的图。图14是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的恒温器阀的构造的剖视图。图15是表示主阀打开、旁通阀关闭时，其它实施方式所涉及的恒温器阀的图。图16是表示本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的其它实施方式的图。图17是表示本专利技术的其它实施方式所涉及的恒温器阀的构造的剖视图。图18是表示本专利技术其它实施方式所涉及的恒温器阀的构造的剖视图。图19是表示参考方式的图。【具体实施方式】(第I实施方式)图1是表示本专利技术所涉及的燃料电池的冷却液温度调整系统的第I实施方式的图。燃料电池的冷却液温度调整系统I包含有:燃料电池10、散热器20、冷却液循环流路30、散热器旁通流路40、恒温器阀50、阀旁通流路60、冷却液泵70、控制器80。燃料电池10通过将数百片膜电极接合体(Membrane Electrode Assembly ；MEA)层叠而构成，该膜电极接合体是在电解质膜的两个表面形成负极电极催化剂层及正极电极催化剂层而成。如果供给反应气体(负极气体O2、正极气体H2),则各膜电极接合体(MEA)在负极电极催化剂层及正极电极催化剂层中发生下式(1- O (1- 2)的反应而进行发电。负极电极催化剂层:4H++4e_+02— 2H20...(1 — 1)正极电极催化剂层:2?— 4H++4e_...(1 — 2) 为了高效地进行上述发电反应，优选将电解质膜维持为适当的湿润状态。电解质膜的湿润状态与燃料电池的温度相关。如果燃料电池的温度较高，则电解质膜的湿润状态减弱，容易变得干燥。如果燃料电池的温度较低，则电解质膜的湿润状态增强，容易变得湿润。因此，对燃料电池的温度进行管理是很重要的。因此，在燃料电池10上连接有冷却液循环流路30。散热器20用于释放冷却液的热量。散热器20设置在冷却液循环流路30中。冷却液循环流路30将燃料电池10和散热器20连结，以使得冷却液循环流动。此外，在本实施方式中，冷却液沿着图中的箭头方向流动而循环。循环的冷却液从燃料电池10的入口 11流入，从出口 12流出。散热器旁通流路40将散热器20上游的冷却液循环流路30和散热器20下游的冷却液循环流路30连结。冷却液如果流过散热器旁通流路40，则会绕过散热器20。恒温器阀50设置在冷却液循环流路30和散热器旁通流路40结合的位置。在本实施方式中，恒温器阀50设置在流过冷却液循环流路30的冷却液和流过散热器旁通流路40的冷却液合流的合流部分处。恒温器阀50是三向阀。恒温器阀50通过对从冷却液循环流路30流来的冷却液的流量和从散热器旁通流路40流来的冷却液的流量进行调整，从而流出成为恒定温度(恒温器设定温度)的冷却液。关于恒温器阀50的详细内容，如后所述。阀旁通流路60将散热器旁通流路40和冷却液循环流路30连结。冷却液如果流过阀旁通流路60，则会绕过恒温器阀50。在本实施方式中，阀旁通流路60将恒温器阀50上游的散热器旁通流路40和恒温器阀50下游的冷却液循环流路30连结。其结果，在散热器旁通流路40中流动的冷却液的一部分从散热器旁通流路40向阀旁通流路60分支，与冷却液循环流路30合流，绕过恒温器阀50。冷却液泵70设置在冷却液循环流路30中。在本实施方式中，冷却液泵70设置在恒温器阀50和燃料电池10之间的冷却液循环流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 JP 2011-146105;2012.03.13 JP 2012-056381.一种燃料电池的冷却液温度调整系统，其具有: 燃料电池； 散热器，其对冷却液的热量进行散热； 冷却液循环流路，其设置为将所述燃料电池和所述散热器连结，以使得冷却液循环流动； 散热器旁通流路，其将散热器的上游和下游连结，以使得冷却液绕过所述散热器； 恒温器阀，其设置在所述散热器旁通流路中，对流过所述散热器旁通流路的流量进行调整；以及 阀旁通流路，即使在所述恒温器阀为全闭状态下，该阀旁通流路也使所述散热器旁通流路的规定量的冷却液流过。2.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中， 所述阀旁通流路形成在所述恒温器阀的壳体上。3.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中， 所述阀旁通流路的压力损失设定为，能够达到向所述散热器的最大目标流量。4.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中， 流过所述散热器旁通流路且流入恒温器阀的流量、和流过所述阀旁通流路的流量的流量比被确定为，能够达到所述冷却液的上限温度。5.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中，还具有: 温度设定部，要求输出越大，该温度设定部将冷却液的目标温度设定得越大； 温度传感器，其对所述冷却液的温度进行检测；以及 冷却液泵，其设置在所述冷却液循环流路中，由所述温度传感器检测到的温度相对于所述目标温度越低，该冷却液泵使流量越小。6.根据权利要求5所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中， 还包含有湿度推定部，其推定供给至所述燃料电池的负极气体的湿度， 所述负极气体的湿度越大，所述温度设定部将冷却液的目标温度设定得越大。7.根据权利要求1所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中，还包含有: 湿润设定部，其基于要求输出对燃料电池的目标湿润状态进行设定； 湿润检测部，其对所述燃料电池的湿润状态进行检测； 冷却液泵，其设置在所述冷却液循环流路中，由所述湿润检测部检测到的湿润状态相对于所述目标湿润状态越低、越干燥，该冷却液泵使流量越小。8.根据权利要求5或7所述的燃料电池的冷却液温度调整系统，其中， 还...

【专利技术属性】
技术研发人员：筑后隼人，松本充彦，青木哲也，小田岛真人，竹本真一郎，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：
国别省市：