[发明专利]一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置及控制方法

权利要求书

1.一种相变储热器，包括相变储热器外壳、保温层、热交换管阵列外壳和热交换管阵列，其特征在于，所述相变储热器外壳与所述热交换管阵列外壳之间的空间填充保温绝热材料从而形成所述的保温层，所述热交换管阵列外壳包裹所述热交换管阵列，所述热交换管阵列的热交换管为燃料电池冷却液流动管道，所述热交换管阵列的进液分流主管道和出液汇流主管道均位于所述保温层内，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内充满相变储热材料和高热导率添加剂。

2.根据权利要求1所述的相变储热器，其特征在于，所述热交换管阵列的热交换管为由紫铜焊接而成的管肋式结构，该管肋式热交换管包含了纵、横两个方向的肋片，且所述热交换管阵列含有至少1根所述热交换管。

3.根据权利要求1或2所述的相变储热器，其特征在于，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料为凝固点温度在0℃～-10℃之间的低温相变材料。

4.根据权利要求3所述的相变储热器，其特征在于，所述的低温相变材料为相变温度为-3℃相变潜热为328kJ/kg的SN03和SLT-3、相变温度为-4℃相变潜热为286kJ/kg的HT-4、相变温度为-6℃相变潜热为284kJ/kg的SN06和SLT-6等商用共晶盐溶液相变材料的一种。

5.根据权利要求4所述的相变储热器，其特征在于，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料高热导率添加剂为碳材料，且所述的碳材料至少包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种。

6.根据权利要求5所述的相变储热器，其特征在于，所述的相变储热器的保温层内填充的绝热材料至少包括发泡聚丙烯、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料中的一种。

7.一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，其特征在于，基于权利要求1-6任一所述的相变储热器，包括：权利要求1-6任一所述的相变储热器、水泵、燃料电池电堆、三通电磁阀、节温器、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和热管理控制器；所述燃料电池电堆的冷却液出口通过所述三通电磁阀后一路接于所述相变储热器中热交换管阵列的进液分流主管道的进液口，另一路接于所述节温器的输入端，所述节温器的第一输出端接于所述散热器的输入端，所述节温器的第二输出端与所述散热器的输出端及所述相变储热器中热交换管阵列的出液汇流主管道的出液口三路汇并后经水泵接于燃料电池电堆的冷却液进口；所述第一温度传感器设置在水泵和燃料电池电堆的冷却液进口之间，所述第二温度传感器设置在燃料电池电堆的冷却液出口和所述三通电磁阀之间，所述第三温度传感器设置在所述相变储热器的相变储热材料内。

8.根据权利要求7所述的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，其特征在于，所述水泵、三通电磁阀、散热器均通过线路与热管理控制器连接，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器均通过线路与热管理控制器连接。