[发明专利]一种车用燃料电池热管理系统

说明书

本发明公开了一种车用燃料电池热管理系统，冷板设在燃料电池堆内，所述冷板、低温散热器、电子水泵通过管道依次连通，冷却液在所述部件及管道内循环流动，冷板的进口处和出口处均安装有温度传感器，电子风扇设在低温散热器的外侧，低温散热器内置有电加热管和冷却器，电加热管和冷却器并联设置，燃料电池堆连接氢气进气管道、空气进气管道和排气管道，氢气进气管道和空气进气管道上均设有电磁阀，电磁阀、电子水泵、温度传感器、电子风扇、电加热管均由控制器控制。本发明能实现电池堆工作温度窄幅控制80±3℃，节能高效管理；确保电池电化学反应所需的适宜温度和温度均衡性，提升燃料电池发电效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种车用燃料电池热管理系统。

背景技术

燃料电池热管理主要是对电池工作温度的管理，即保证燃料电池的电池堆中化学反应的正常、高效进行。在现有电池温度的管理中，在环境温度-40℃～40℃时，燃料电池堆内部的温度常常无法维持在最佳的工作温度区间，导致电池电能转化效率变低，同时存在热失控风险额定功率无法充分发挥，另外，冷启动时，常常因燃料电池堆温度过低或进气系统燃料温度过低，降低电池效率及寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能实现温度窄幅控制，维持在最佳的工作温度区间，节能高效的车用燃料电池热管理系统。

本发明的实施例提供一种车用燃料电池热管理系统，包括燃料电池堆、冷板、温度传感器、电子水泵、低温散热器、控制器、电子风扇，所述冷板设在燃料电池堆内，所述冷板、低温散热器、电子水泵通过管道依次连接，所述管道、冷板和低温散热器内循环流动冷却液，所述冷板的进口处和出口处均安装有温度传感器，所述电子风扇设在低温散热器的外侧，所述低温散热器内置有电加热管和冷却器，所述电加热管和冷却器并联设置，所述燃料电池堆连接氢气进气管道、空气进气管道和排气管道，所述氢气进气管道和空气进气管道上均设有电磁阀，所述氢气进气管道通过电磁阀的阀片位置变换实现直接连通氢气输入端，或先连通冷却器再连通氢气输入端，所述空气进气管道通过电磁阀的阀片位置变换实现直接连通空气输入端，或先连通冷却器再连通空气输入端，所述电磁阀阀片位置、电子水泵转速大小、电子风扇转速大小、电加热管发热功率大小均由控制器根据温度传感器反馈的信号进行控制。

进一步，所述氢气进气管道上设有两个电磁阀，分别为第一电磁阀和第二电磁阀，每个电磁阀均包括阀芯杆、第一接口和第二接口，两个电磁阀将氢气进气管道分为三段，第一段氢气进气管道的一端连接燃料电池堆，另一端连接冷却器，第一段氢气进气管道的中间设有第一电磁阀的阀芯杆和第一接口，第二段氢气进气管道的一端设有第一电磁阀的第二接口，另一端设有第二电磁阀的第二接口，第三段氢气进气管道的一端连接冷却器，另一端连接氢气输入端，第三段氢气进气管道的中间设有第二电磁阀的阀芯杆和第一接口。

进一步，所述空气进气管道上设有两个电磁阀，分别为第三电磁阀和第四电磁阀，每个电磁阀均包括阀芯杆、第一接口和第二接口，两个电磁阀将空气进气管道分为三段，第一段空气进气管道的一端连接燃料电池堆，另一端连接冷却器，第一段空气进气管道的中间设有第一电磁阀的阀芯杆和第一接口，第二段空气进气管道的一端设有第一电磁阀的第二接口，另一端设有第二电磁阀的第二接口，第三段空气进气管道的一端连接冷却器，另一端连接空气输入端，第三段空气输入端管道的中间设有第二电磁阀的阀芯杆和第一接口。

进一步，所述氢气输入端和空气输入端的出口处均设有加湿系统。

进一步，所述排气管道连通冷凝系统。

进一步，所述冷板包括上密封板、流通板和下支撑板，所述流通板设在上密封板和下支撑板中间，所述上密封板连接进水接头，所述下支撑板连接出水接头，所述进水接头和出水接头均连接管道，所述流通板包括横槽、竖槽和若干方形槽，所述横槽设在流通板的中间，所述竖槽设在横槽的一侧，并与横槽一体成型，呈T形，若干方形槽设在横槽的两侧，且两侧的方形槽均向外倾斜。