[发明专利]一种燃料电池系统、燃料电池用冷却液加注方法和装置

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统、燃料电池用冷却液加注方法和装置。在水箱中冷却液液位达到一定条件的情况下，对燃料电池循环冷却管路进行排气操作，在该过程中，控制循环冷却水泵的转速和阀门的开度变化，对冷却液循环增加扰动，极大加快排气速度，进而在各个循环冷却水泵转速和阀门开度下的燃料电池抗扰动情况均满足抗扰动要求，则说明排气操作完成，并在水箱中冷却液液位也满足要求的情况下完成冷却液加注操作，提高了冷却液加注效率。而且，在判断冷却液中液位情况时还将时间考虑在内，确保判断的数据是稳定的数据，提高了冷却液加注的准确性。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统、燃料电池用冷却液加注方法和装置。

背景技术

目前，燃料电池冷却液加注主要有两种方法，分别为手动加注方法和真空加注方法。

手动加注方法是往燃料电池冷却系统中加注冷却液并开启循环冷却水泵，冷却液循环后继续加注冷却液，直至膨胀水箱中冷却液液位不再降低。该方法为当前普遍用法。但该方法存在以下问题：①无法准确判断冷却液已加注满：该方法容易导致冷却液未加注满，因为短时间内观察到膨胀水箱液位不再降低，并不能准确判断冷却液已加注满，冷却液加注过程即为冷却系统中气体排出过程，排出气体越多，冷却液才能加注越满，而排气过程则依靠冷却液持续循环，短时间膨胀水箱液位不再降低并不代表气体已排出干净；②加注时间长：因燃料电池冷却系统管路复杂、电堆冷却液通道狭窄等原因，导致冷却液加注过程中排气困难，加注时间长，按照实际加注经验，完整的加注冷却液过程耗时近1小时；③耗费人工：加注过程完全依靠人工观察和操作，耗费人工。

真空加注方法是在冷却系统中抽真空，然后再加注冷却液，这样能够实现快速加注。该方法存在以下问题：该方法容易破坏电堆内部结构，如果冷却液腔与空气和氢气腔压差过大，会导致双极板本身结构损坏。此外，不同电堆对真空度的耐受度也不一样，没有统一的加注方法能够适用所有燃料电池电堆，因此本方法很少应用。

申请公布号为CN110492138A的中国发明专利公开了一种适用于燃料电池冷却系统的排空补液控制方法，该方法在冷却液加注过程中，根据膨胀水箱中液位来判断是否完成加注：如果液位低于L值(最小值)则继续加注冷却液；如果液位在L和M(最大值)之间，则启动冷却系统循环水泵排气，直到在预定时间内膨胀水箱中液位不再降低。该方法容易导致冷却液未加注满，因为短时间内膨胀水箱液位不再降低，并不能代表气体已排干净，因此无法准确判断冷却液已加注满，冷却液加注准确性低；而且，因燃料电池冷却系统管路复杂、电堆冷却液通道狭窄等原因，导致冷却液加注过程中排气困难，如果一味加长循环水泵工作时间，因为冷却液流动缺少扰动，管路中排气效果差，会导致加注时间延长，导致加注效率低。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池系统、燃料电池用冷却液加注方法和装置，用以解决现有技术中冷却液加注准确性低且加注效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

本发明提供了一种燃料电池用冷却液加注方法，包括如下步骤：

1)对水箱中冷却液液位进行判断：

在水箱中冷却液液位超过设定液位并持续第一设定时间时，控制冷却液加注管路断开、燃料电池循环冷却管路导通，以对燃料电池循环冷却管路进行排气操作；

否则，控制燃料电池循环冷却管路断开、冷却液加注管路导通，以往水箱中加注冷却液，直至水箱中冷却液液位超过设定液位并持续第一设定时间；

2)在对燃料电池循环冷却管路进行排气操作过程中，控制改变燃料电池循环冷却管路上设置的循环冷却水泵的转速和阀门的开度，判断在各个循环冷却水泵转速和阀门开度下的燃料电池抗扰动情况是否均满足抗扰动要求：