[发明专利]燃料电池系统、循环冷却系统及其温度控制方法

说明书

一种循环冷却系统，用于控制燃料电池的温度，循环冷却系统包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第一热交换装置与第二热交换装置。第一循环回路连通于燃料电池，第一循环回路通过其内填充的液体以控制燃料电池的温度；第二循环回路与第三循环回路内亦填充液体；第一热交换装置设置于第一循环回路与第二循环回路之间，用于交换第一循环回路与第二循环回路的热量；第二热交换装置设置于第二循环回路与第三循环回路之间，用于交换第二循环回路与第三循环回路的热量。借此，本发明之循环冷却系统可以精准控制调节燃料电池的工作温度，保证燃料电池的工作性能。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是关于一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的高效率低污染发电装置，其不需要经过燃烧过程。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

具体而言，燃料电池能够在没有转换为机械能的中间步骤的情况下通过基于燃料和氧化剂的电化学氧化还原反应直接产生电能。此电化学反应为放热反应，因此，会使得燃料电池温度升高。为了保护燃料电池的各个组件，保证燃料电池的工作效率，由电化学反应释放的热量必须被耗散。并且，燃料电池还应控制在一定温度范围内工作(例如70℃～80℃之间)，保证燃料电池的工作效率与稳定性。

目前，是借助于燃料电池中流过的热传导流体的单一循环回路来吸收热量，并控制燃料电池的工作温度，后续再将吸收的热量耗散到环境空气中。此种控温方式无法精准控制燃料电池的工作温度，影响燃料电池的工作效率。此外，循环回路的温度波动过于依赖外界坏境空气温度，导致循环回路的温差过大，也就是燃料电池的循环水温度受外循环水影响较大，会影响燃料电池的工作效率。

因此，本发明的主要目的在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以精准控制燃料电池的工作温度，保证燃料电池的工作性能。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以改善循环回路中的循环水温度波动受外循环水影响较大的问题。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以将燃料电池循环水的温度差控制在±1℃以内波动，保证燃料电池的工作性能。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明提供一种循环冷却系统，用于控制燃料电池的工作温度。此循环冷却系统包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第一热交换装置与第二热交换装置。

第一循环回路连通于燃料电池，并通过其内填充的液体以控制燃料电池的温度。第二循环回路与第三循环回路内亦填充有液体。第一热交换装置设置于第一循环回路与第二循环回路之间，其用于交换第一循环回路与第二循环回路的热量。第二热交换装置设置于第二循环回路与第三循环回路之间，其用于交换第二循环回路与第三循环回路的热量。

在一些实施例中，第一循环回路上设置有一第一温度传感器、一第二温度传感器、一第一水泵与一第一流量传感器，第一温度传感器用于监测第一循环回路连通燃料电池的出口处的温度，第二温度传感器用于监测第一循环回路连通燃料电池的入口处的温度，第一水泵用于调节第一循环回路内的液体流量，第一流量传感器用于监测第一循环回路内的液体流量。第二循环回路上设置有一第三温度传感器、一第四温度传感器、一第二水泵与一第二流量传感器，第三温度传感器用于监测第二循环回路连通第一热交换装置的入口处的温度，第四温度传感器用于监测第二循环回路连通第一热交换装置的出口处的温度，第二水泵用于调节第二循环回路内的液体流量，第二流量传感器用于监测第二循环回路内的液体流量。