[发明专利]一种用于燃料电池的冷却循环工艺

说明书

技术领域

本发明属于燃料电池工程设计技术领域，具体涉及一种用于燃料电池的冷却循环工艺。

背景技术

随着工业社会的进一步发展，环境问题日益突出，环境友好的氢储能技术得到了越来越多的关注。氢储能技术包括氢气的制取、存储、输送及使用，其产业链最关键一环—燃料电池技术，而燃料电池技术在全世界科学技术人员的攻关下，已经进入产业化的初期。

传统的燃料电池模块仅包括燃料电池电堆、冷却介质传输单元、氢气传输单元、空气传输单元、燃料电池电能控制单元，不具有电堆热能回收单元，不利于将燃料电池的热能回收利用，能量转化效率较低。

本领域技术人员一直致力于寻求一种具有电堆热能回收单元从而可将燃料电池的热能回收利用进而提高能量转化效率的工艺。为此，中国专利文献CN 101587962A公开了质子交换膜燃料电池冷却系统，该系统包括传感机构、控制模块、执行机构和冷却机构，其中传感机构的输出端与控制模块的输入端相连接以传输传感信号，控制模块的输出端执行机构的输入端相连接，执行机构的输出端与冷却机构的输入端相连接，冷却机构的输出端与传感机构的输入端相连接。

该系统通过温度传感器的设置能够将冷却液入口端和出口端的温度数值实时输送至控制模块，控制模块根据实时数据判断选择冷却路线，并通过执行机构控制三通阀的开启方向，从而在一定程度上实现了对温度一级误差波动的控制，该系统通过对温度误差波动的控制部分实现了对燃料电池能量转化效率的提高，但其仅从燃料电池温度控制角度分析而不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路进行能量回收，能量转化效率还不甚理想。

发明内容

为此，本发明针对现有技术的燃料电池模块不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路能量转化效率还不甚理想的技术缺陷，从而提供一种用于燃料电池的冷却循环工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于燃料电池的冷却循环工艺，使用

包括并联设置的第一循环回路和第二循环回路，所述第一循环回路上设置有热源液体冷却装置；所述第二循环回路上设置有换热装置。

按如下步骤进行:

(1)使燃料电池出口的热源液体经第二循环泵通入所述冷却循环回路；

(2)使所述冷却循环回路输出的热源液体流经第二储液箱，并进一步的流入燃料电池。

所述第二循环回路上还设置有散热装置。

还包括，

(1)设置第一温度阈值M1，

(2)当流出燃料电池的冷却液温度小于M1时，所述冷却液经第一循环回路返回所述燃料电池；

(3)当流出燃料电池的冷却液温度大于M1时，所述冷却液经第二循环回路返回所述燃料电池。

还设置有第二温度阈值M2，其中M1小于M2；

当流出燃料电池的冷却液温度在M1和M2之间时，所述冷却液经所述换热装置冷却处理后返回燃料电池；

当流出燃料电池的冷却液温度大于M2时，所述冷却液经所述换热装置和所述散热装置冷却处理后返回燃料电池。

还包括回路选择装置，用于控制流出所述燃料电池的冷却液进入第一循环回路或第二循环回路。

所述第二循环回路上还设有用于接收所述换热装置热量的第一储液箱。

所述换热装置与所述第一储液箱之间设有第一循环泵。

所述换热装置为板式换热器，所述换热器内设有热源液体通道，所述热源液体通道的外围布置有冷却循环液通道，以使冷却循环液通过第一循环泵流入所述第一热储液箱。

还包括与燃料电池相连的第二储液箱；

所述第一循环回路和所述第二循环回路在第二储液箱的入口处汇合；

所述回路选择装置通过第二循环泵与燃料电池相连。

所述回路选择装置为节温器，所述散热装置为散热器。

所述燃料电池热源液体出口处，所述第一储液箱内以及燃料电池热源液体入口处，分别对应设有第一温度传感器，第二温度传感器，第三温度传感器，所述第一温度传感器内设有温度检测装置和信号传输装置用于检测出口温度并传输给第二循环泵、节温器、换热器和散热器。

所述燃料电池选自质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池。

本发明中的燃料电池包括但不限于质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池的一种或多种的组合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：