[发明专利]空冷燃料电池系统及其耦合热控制方法

权利要求书

1.一种空冷燃料电池系统耦合热控制方法，在空冷燃料电池系统中基于环境温度的实际情况,控制风扇转向和转速以实现燃料电池电堆和合金储氢器的耦合热控制,包括以下步骤:

在燃料电池系统工作时，1)测定燃料电池当前所处实时环境温度，与一预设温度阈值进行比较;2)当环境温度低于预设温度阈值时，通过控制风扇转向，控制空气的流动方向先流经燃料电池再流经合金储氢器，利用流经燃料电池的热空气为合金储氢器加热，通过调节风扇转速控制燃料电池温度；当环境温度高于预设温度阈值时，通过控制风扇转向，控制空气的流动方向先流经储氢器再流经燃料电池，利用储氢器放氢吸热使空气温度降低后为燃料电池散热，降低燃料电池热负荷，通过调节风扇转速控制燃料电池温度；

在燃料电池系统充氢时，通过控制风扇转向，控制空气的流动方向先流经储氢器再流经燃料电池，利用空气为储氢器散热，控制风扇转速为最大以缩短充氢时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设温度阀值为20～40℃。

3.一种燃料电池系统，包括：至少一个空气冷却型燃料电池电堆，至少一组合金储氢器，至少一个风扇，至少两只温度传感器，分别测量环境温度和燃料电池电堆温度，一套控制系统，其特征在于：所述风扇为双向旋转型风扇，所述控制系统可根据所述温度传感器测得的环境温度和燃料电池电堆温度以及合金储氢器的充氢、放氢状态控制风扇的转向与转速，实现燃料电池电堆和合金储氢器的耦合热控制。

4.根据权利要求3所述燃料电池系统的储氢器，其特征在于：所述储氢器包括至少两只圆柱形储氢罐，内部填充合金储氢材料；所述储氢罐安装于一固定框架内，通过导气管路相互连通，与氢气总阀连接。

5.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统，其特征在于：所述储氢器各储氢罐之间装有散热片。

6.根据权利要求3所述燃料电池系统，其特征在于：所述风扇为直流风扇，具有PWM波调制功能；风扇安装位置可以安装在燃料电池电堆与储氢器中间，也可以安装在储氢器外侧或燃料电池电堆外侧。

7.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于：所述的空气冷却型燃料电池为固体聚合物燃料电池。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于:所述的固体聚合物燃料电池为质子交换膜燃料电池或碱性膜燃料电池。