[实用新型]一种燃料电池水温控制系统

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池水温控制系统，属于燃料电池领域。本实用新型提供的燃料电池水温控制系统，燃料电池包括电堆，所述电堆设置有冷却液入口和冷却液出口，水温控制系统包括：第一控制阀、散热部件、发热部件、第二控制阀和水循环动力装置，冷却液入口、散热部件、水循环动力装置和冷却液出口依次通过管路连接构成大循环流路，冷却液入口、发热部件、水循环动力装置和冷却液出口依次通过管路连接构成小循环流路，大循环流路与小循环流路并联。本实用新型通过在大循环流路中串联第一控制阀、在小循环流路中串联第二控制阀来代替原有的节温器，通过独立的第一控制阀和第二控制阀，控制耦合自由度高，控制灵活。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池水温控制系统。

背景技术

燃料电池电堆的温度分布对燃料电池的安全与寿命有重要影响。为保持电堆内部的期望温度，必须耗散电堆电化学反应产生的热量，需要对系统进行热量管理。通常采用循环冷却液在电堆单片之间流动达到散热冷却目的，其热管理子系统架构如图1所示，水泵7驱动冷却液循环，将电堆1中的热量散出。冷却液循环分为大小循环流路，大循环流路4流经散热部件3，散热部件3转动强制空气对流加强散热；小循环流路6不经散热部件3，其大小循环流路流量由节温器12根据水温，自动调节开度调节分配。

根据燃料电池工作温度条件要求，热量管理通过要控制冷却液入堆温度T_in、入堆与出堆温差ΔT_c＝(T_out-T_in)实现。其中，控制冷却液入堆温度T_in能够确保电堆1，尤其是在低温条件下的正常工作。同时，为实现电堆1中温度均匀分布，温差ΔT_c应尽可能小，但是温差ΔT_c较小将导致冷却剂流量较大，从而增加寄生功耗，降低系统效率。另一方面，温差ΔT_c较大将导致冷却液需要冷却到的温度较低，这将受限于环境温度和散热部件3的性能。温差ΔT_c是与冷却液流量相关联的变量。

当入堆冷却液温度不满足目标温度T_in时，控制器9根据算法控制调节节温器12开度来调整大小循环流路的流量分配关系。然而，调节开度虽然可以实现大小循环流路分配比例变化，但由于开度改变时，大小循环流路两路流阻特性发生改变，可能会导致大小循环流路两路冷却液总流量瞬间增加或减小，从而造成系统温差产生较大波动，出现温度、温差控制不稳定的问题。

因此，亟需提供一种燃料电池水温控制系统，以解决现有技术中温度、温差控制不稳定的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池水温控制系统，其能够解决节温器调温过程中，由冷却液总流量发生变化而造成的系统温差波动问题，提高热管理子系统温度、温差控制稳定性。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种燃料电池水温控制系统，燃料电池包括电堆，所述电堆设置有冷却液入口和冷却液出口，水温控制系统包括：第一控制阀、散热部件、发热部件、第二控制阀和水循环动力装置，所述冷却液入口、散热部件、水循环动力装置和冷却液出口依次通过管路连接构成大循环流路，所述冷却液入口、发热部件、水循环动力装置和冷却液出口依次通过管路连接构成小循环流路，所述大循环流路与所述小循环流路并联。

进一步地，所述水循环动力装置为水泵。

进一步地，所述燃料电池水温控制系统还包括控制器，所述第一控制阀和所述第二控制阀均与所述控制器通信连接。

进一步地，所述燃料电池水温控制系统还包括设置在所述冷却液入口管路上的入口温度传感器和设置在冷却液出口管路上的出口温度传感器，所述入口温度传感器和所述出口温度传感器均与所述控制器通信连接。

进一步地，所述水泵与所述控制器通信连接。