[发明专利]一种改善冷启动性燃料电池冷却系统

说明书

本发明提供了一种改善冷启动性燃料电池冷却系统，其包括水箱、燃料电池堆、循环驱动装置、加热器、保温箱、散热总成和节温器，其中：燃料电池堆的输出口经管道连接循环驱动装置的输入口；循环驱动装置的输出口分别经管道连接加热器的输入口和散热总成的输入口；加热器的输出口经管道连接保温箱的输入口，保温箱的输出口经管道连接节温器的副输入阀口；散热总成的输出口经管道连接节温器的主输入阀口；节温器的输出口经管道连接燃料电池堆的输入口；水箱的输出口经管道连接循环驱动装置的输入口，水箱的输入口经管道连接散热总成和燃料电池堆的排气口。本发明提升了小循环回路中的冷却液的升温速度，最终缩短燃料电池的冷启动时间。

技术领域

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种改善冷启动性燃料电池冷却系统。

背景技术

燃料电池具有零排放、效率高、燃料来源多元化、能源可再生等优势，是应对全球能源短缺和环境污染的重要战略举措。发展燃料电池技术已成为全球能源转型与动力转型升级的突破口和重大战略方向。

燃料电池工作时的生成物只有水，同时在燃料电池工作时需要对反应物进行加湿，以保证交换膜拥有一定的含水量，才能保证电化学反应正常进行。由于生成物和反应过程中有水分的参与，当环境温度低于0℃时，燃料电池内的水就会因低温冻结，从而导致燃料电池无法工作，水分冻结时体积增大，存在撑裂交换膜的风险，会导致氢气和氧气混合存在爆炸风险。所以燃料电池冷启动性能是衡量燃料电池技术发展的一个重要指标。

衡量冷启动性能的指标有启动最低温度、启动过程耗能和启动时间等。现阶段大多采用“停机吹扫+启动升温”，即在停机吹扫的基础上，电池启动时使电堆升温融冰的速度快于电堆结冰的速度，来实现冷启动。电堆冷启动的升温方式主要可划分为两大类，即外部加热升温方式和内部升温方式。外部升温方式比较主流的技术是电加热器加热，内部升温方式的原理是通过消耗反应物来达到升温的目的。不过不管是使用外部加热升温方式和内部升温方式都存在需要消耗自身能量，加热时间长的问题，环境温度越低，则需要消耗的能量和加热时间就越长，燃料电池冷启动性能不佳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改善冷启动性燃料电池冷却系统，其具体技术方案如下：

一种改善冷启动性燃料电池冷却系统，其特征在于，其包括水箱、燃料电池堆、循环驱动装置、加热器、保温箱、散热总成和节温器，其中：

所述燃料电池堆的输出口经管道连接所述循环驱动装置的输入口；

所述循环驱动装置的输出口分别经管道连接所述加热器的输入口和所述散热总成的输入口；

所述加热器的输出口经管道连接所述保温箱的输入口，所述保温箱的输出口经管道连接所述节温器的副输入阀口；

所述散热总成的输出口经管道连接所述节温器的主输入阀口；

所述节温器的输出口经管道连接所述燃料电池堆的输入口；

所述水箱的输出口经管道连接所述循环驱动装置的输入口，所述水箱的输入口经管道连接所述燃料电池堆的排气口及所述散热总成的排气口。

在一些实施例中，所述循环驱动装置为电子水泵。

在一些实施例中，所述加热器为PTC加热器。

在一些实施例中，所述散热总成包括散热器和电子风扇。

在一些实施例中，其还包括去离子器，所述去离子器经管道并排连接在所述循环驱动装置的输入口和输出口之间。

在一些实施例中，当进入至所述节温器内的冷却介质的温度低于预定温度时，所述副输入阀口打开，所述主输入阀口关闭；当进入至所述节温器内的冷却介质的温度高于所述预定温度时，所述副输入阀口关闭，所述主输入阀口打开。

本发明的工作原理如下：