[发明专利]一种燃料电池热管理系统及方法

说明书

本发明公开一种燃料电池热管理系统及方法，属于新能源电池技术领域。所述燃料电池热管理系统包括流体驱动装置、流量控制装置和电导率测量装置，由流体驱动装置输送的冷却液流经第一支路和第二支路后，汇聚并流经燃料电池电堆，并回流至流体驱动装置，第一支路上设有去离子器，流量控制装置被配置为调节冷却液分别流经第一支路和第二支路的流量，电导率测量装置被配置为测量冷却液的电导率。本发明电导率测量装置实时测量冷却液的电导率，以随时调节流量控制装置的开度，控制流经第一主路的冷却液的流量，即控制经去离子化处理的冷却液的占比，进而调节整个系统的冷却液的电导率，保证燃料电池电堆内反应的安全性。

技术领域

本发明涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池热管理系统及方法。

背景技术

燃料电池具有无污染、功率密度大、冷启动性能好等优点，被视为商用车传统动力的重要替代方案，也被传统内燃机行业视为技术转型的重点方向。

燃料电池在冷启动过程中，需要热管理系统对其内的电堆进行加热，以保证电堆的正常工作。冷却液是热管理系统的主要工作介质，冷却液通过在电堆内流动实现热能传导。由于燃料电池的电堆一直在进行电化学反应，因此从电堆安全角度出发，需要冷却液具有极低的电导率特性。

现有为满足燃料电池冷却液低电导率特性的要求，会在热管理系统内额外增加去离子器，一般是将去离子器并联在热管理系统内，部分或全部冷却液流经去离子器，以实现去离子功能。上述做法的主要缺点是：无法按照实时工况，动态合理控制冷却液离子浓度，进而不能保证电堆的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池热管理系统及方法，能够实时调整冷却液的离子浓度，进而控制系统冷区液的电导率，保证燃料电池的安全。

一种燃料电池热管理系统，包括流体驱动装置、流量控制装置和电导率测量装置，由所述流体驱动装置输送的冷却液流经第一支路和第二支路后，汇聚并流经燃料电池电堆，并回流至所述流体驱动装置，所述第一支路上设有去离子器，所述流量控制装置被配置为调节所述冷却液分别流经所述第一支路和所述第二支路的流量，所述电导率测量装置被配置为测量所述冷却液的电导率。

进一步地，还包括报警装置，所述报警装置被配置为当所述流量控制装置控制所述第一支路的流量达到设定最大流量值并持续设定时间后，所述冷却液的电导率仍大于设定值时，所述报警装置发出报警信号，以提示更换所述去离子器。

进一步地，还包括控制器，所述控制器被配置为当所述冷却液的电导率超过第一阈值时，所述控制器限制所述燃料电池的功率输出，所述燃料电池输出第一故障码。

进一步地，还包括控制器，所述控制器被配置为当所述冷却液的电导率的增加速率超过第二阈值时，所述控制器限制所述燃料电池的功率输出，所述燃料电池输出第一故障码。

进一步地，所述电导率测量装置被配置为故障时，输出第二故障码。

进一步地，所述电导率测量装置设于所述燃料电池电堆的上游，并设于所述第一支路和所述第二支路的下游；

或所述电导率测量装置设于所述燃料电池电堆的下游，并设于流体驱动装置的上游。

进一步地，所述流体驱动装置为水泵。

进一步地，所述流量控制装置为电控阀。

进一步地，所述电导率测量装置为电导率传感器。

一种燃料电池热管理方法，采用如上所述的燃料电池热管理系统，包括如下步骤：

S1、实时测量冷却液的电导率；

S2、判断电导率是否低于第一设定值，若是，则跳转至S3；若否，则跳转至S4；

S3、控制流量控制装置的开度，以减少第一支路的流量，并跳转至S8；