[发明专利]一种氢燃料电池电堆的冷却系统

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池电堆的冷却系统，包括：电堆、散热器、第一电子三通阀、第二电子三通阀、水泵、水箱及净化装置；其中，所述电堆、所述水泵、所述第一电子三通阀、所述第二电子三通阀依次串联形成第一循环回路；所述电堆、所述水泵、所述第一电子三通阀、所述散热器、所述第二电子三通阀依次串联形成第二循环回路。通过调节第一电子三通阀与第二电子三通阀开度，对氢燃料电池电堆工作温度更加精准的控制，以保证氢燃料电池电堆处于最理想的温度范围内运行，且能够有效缩短冷启动时间。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，特别涉及一种氢燃料电池电堆的冷却系统。

背景技术

目前氢燃料电池汽车发展的如火如荼，但多数氢燃料电池电堆所用的冷却系统是沿用的传统燃油汽车的冷却方案，即通过蜡式节温器调节冷却循环的切换，造成在小循环时有部分热水回流到水箱，同时有冷水经水泵前端的补水口进入小循环，致使冷启动时间长，且在进行大小循环切换时，小循环完全关闭，水流全部流经大循环，散热器中冷水进入使流经电堆的水温瞬间下降，对电堆造成冷冲击，水温波动大。

现有技术中，例如专利文献CN204720509U公开了一种燃料电池散热系统及使用该系统的车辆，包括用于连接在燃料电池堆冷却水出口端和进口端之间的水箱、水泵和热交换器和连接管路，水箱用于连接在燃料电池堆冷却水出口端，水泵连接在水箱的出口端，连接管路上串设有一个过滤器和一个三通阀，所述三通阀的两个出口端分别与热交换器的进、出口端连通，且热交换器的出口端还用于与燃料电池堆冷却水入口端连通。从而实现采用一个三通阀对热交换器的使用进行选择性使用。然而该方案效果有限，无法实现对电堆温度的精确控制。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种氢燃料电池电堆的冷却系统，包括：电堆、散热器、第一电子三通阀、第二电子三通阀、水泵、水箱及净化装置；

其中，所述电堆、所述水泵、所述第一电子三通阀、所述第二电子三通阀依次串联形成第一循环回路；

所述电堆、所述水泵、所述第一电子三通阀、所述散热器、所述第二电子三通阀依次串联形成第二循环回路；

所述水箱并联于所述电堆与所述水泵之间，且与所述散热器连接；

所述净化装置包括：

大过滤器，设于所述第一电子三通阀与所述散热器之间，用于过滤进入所述散热器的大杂质；

Y型过滤器，设于所述第一电子三通阀与所述电堆之间，用于过滤进入所述电堆的杂质；

去离子器，与所述水箱串联，用于吸附所述水箱中的导电离子。

进一步地，所述第一电子三通阀的出口端通过管道分别连接所述水泵、所述第二电子三通阀、所述散热器，其中，所述第一电子三通阀与所述水泵连接的出口端为常开，第一电子三通阀与所述第二电子三通阀连接的出口端及第一电子三通阀与所述散热器连接的出口端可调开度；

所述第二电子三通阀的出口端通过管道分别连接所述散热器、所述第一电子三通阀、所述电堆，其中，所述第二电子三通阀与所述电堆连接的出口端为常开，第二电子三通阀与所述第一电子三通阀连接的出口端及第二电子三通阀与所述散热器连接的出口端可调开度。

进一步地，所述电堆与所述水泵间设有温度传感器；所述电堆与所述Y型过滤器间设有温度传感器与压力传感器。

进一步地，本发明提供的氢燃料电池电堆的冷却系统还包括控制器，所述控制器采集所述温度传感器与所述压力传感器的数据，并将采集到的数据传输至FCS系统，所述FCS系统根据所述数据控制所述水泵与所述散热器转速，及所述第一电子三通阀与所述第二电子三通阀开度。

进一步地，所述水箱中设有液位传感器，用于测量所述水箱中的冷却水量。