[发明专利]用于燃料电池的冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池的冷却系统，其包括至少一个冷却器、恒温器、用于传送冷却回路中的冷却剂的泵以及均衡容器，其中，位于均衡容器中的去离子树脂设置用于减小冷却剂的导电性，所述均衡容器通过至少一个管道连接到冷却回路上。

本发明还涉及一种用于燃料电池的冷却系统，其包括至少一个冷却器、恒温器、用于传送冷却回路中的冷却剂的泵以及均衡容器，其中，放置去离子树脂用于减小冷却剂的导电性。

本发明涉及一种燃料电池的冷却系统，其中位于冷却系统中的冷却剂的导电率保持尽可能低(小于50μS/cm)，以便防止在燃料电池的冷却回路中发生次级反应。

背景技术

从专利文献DE 699 25 291 T2中已知一种冷却系统，其包括液体冷却剂用于冷却燃料电池。为了该目的使用的冷却剂的导电率小于50μS/cm。但是，燃料电池中的冷却剂的导电率应该保持尽可能低，以便防止发生不希望的次级反应，例如在冷却系统中腐蚀。为了获得小于5μS/cm的优选导电率，以适当小的维护间隔更换冷却剂，或者采用用于保持冷却剂纯度的装置。

用于保持冷却剂的纯度的优选装置是包含去离子树脂的离子交换树脂单元，该单元安装在冷却系统的回路中。通过离子交换树脂单元中的去离子树脂利用适当高的泵送功率压缩冷却剂来实现。因此，去离子树脂可以从冷却剂中去除离子退化产品，从而降低冷却剂的导电率。

这种系统的缺点在于，离子交换树脂单元集成在冷却系统的冷却回路中，因此导致冷却剂分别存在压力损失和高的流动阻力。为了能够补偿这个高的流动阻力，必须增加使冷却剂在回路循环的泵的功率。这样，泵消耗更多的电功率，减小了燃料电池系统的效率。

还不利的是，该离子交换树脂单元构成了冷却系统中的额外部件，由此增加了冷却系统内潜在的泄漏位置的数量。

另一个缺点在于，为了更换离子交换树脂单元的去离子树脂，必须中断冷却，因此必须中断燃料电池的操作。

日本专利文献JP 2003-346845 A描述了一种用于燃料电池的冷却系统，其中去离子树脂放置在均衡容器中，该均衡容器位于旁路上的冷却系统的外部。为了通过去离子树脂移动一部分冷却剂，设置有额外的泵，这降低了燃料电池系统的整体效率。

日本专利文献JP 2005-032654 A还描述了一种燃料电池系统，其中通过额外泵的辅助来进行冷却剂的去离子。这里，也需要而外的部件来去离子，因此减小了燃料电池系统的效率。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种冷却系统，其中冷却剂的导电率以简单且低成本的方式连续保持在低水平。

本发明的这一目的通过下述方式实现：去离子树脂放置在均衡容器的内部空间中的容器中，使得所述去离子树脂至少部分沉浸在冷却剂中，连接均衡容器和冷却回路的管道可自由接近。这里有利的是，通过均衡容器中的去离子树脂，防止了冷却回路中的额外的压力损失或者额外的流动阻力，而不会不利地影响去离子树脂的效果。因此，仅仅需要低功率的泵，由此增加了燃料电池系统的效率，因为降低了燃料电池本身的功率消耗。由于去离子树脂，冷却剂的去离子被以有利的方式实现，均衡容器中的冷却剂比冷却回路中的冷却剂具有明显更低的导电离子浓度。这导致溶度差异被扩散过程均衡，由此冷却剂的电导率可以在长得多的时间段保持在所需的水平。类似地，有利的是，通过这用方式避免了在冷却回路中采用用于对冷却剂去离子的至少一个额外的部件，如果采用这样的部件，潜在的泄漏部位的数量会增加。这种结构防止了去离子树脂的容器不利地影响管道的流速。类似地，可在燃料电池的操作过程中简单地更换容器和容器中的去离子树脂，而不需要中断冷却，因此不需要中断燃料电池的操作。

如果所述管道连接到所述冷却回路的泵的吸入侧上，由于与泵的压力侧相比吸入侧上的压力更低，有利的是，改善了浓度差异的均衡。

如果所述容器通过所述均衡容器的填充开口的螺钉式封闭物被紧固，可以以特别快速和简单的方式更换均衡容器。

本发明的目的还通过如下方式实现，去离子树脂放置在冷却回路中的接收腔室中的容器中。这里有利的是，冷却剂通过接收腔室均匀地流动，由此冷却剂在接收腔室中的流动阻力基本上不会影响燃料电池系统的效率。

有利的是，所述容器通过至少一个撑杆紧固到所述接收腔室上，使得所述冷却剂围绕所述容器流动。

这样，有利的是，所述容器布置和紧固在所述接收腔室的中间。

如果所述容器具有适当的流线设计，则可导致冷却剂在接收腔室中更低的流动阻力。

当至少一个撑杆具有与所述容器的内部空间连接的腔体时，在燃料电池的操作期间，所述容器可填充去离子树脂。