[发明专利]一种低温环境的水冷燃料电池系统

权利要求书

1.一种低温环境的水冷燃料电池系统，包括，

空间(1)，其内部温度至少保持高于水的冰点，其外部环境温度低于水的冰点，

电堆(2)，其提供电化学反应区域，

其特征在于，

大循环管路经过所述电堆(2)以通过水与所述电堆(2)热交换的方式对所述电堆(2)降温，所述大循环管路至少一段区域设置在所述空间(1)外部，向所述电堆(2)阴极提供空气的管路分出支路连通至所述大循环管路以在所述电堆(2)停机时至少将所述大循环管路设置在所述空间(1)外部内的水分吹扫进入所述空间(1)内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述大循环管道包括容器(5)、泵(3)、散热器(4)，所述泵(3)分别连通所述容器(5)和所述电堆(2)以将所述容器(5)中的水送入所述电堆(2)，所述电堆(2)与所述散热器(4)连通以将热交换后的水送入所述散热器(4)降温，所述散热器(4)回连至所述容器(5)，其中，所述散热器(4)设置在所述空间(1)外部。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电堆(2)通过电堆(2)出水管道连通至三通阀(6)在连通至散热器进水管道(8)的方式连通至所述散热器(4)，所述三通阀(6)具有第一口和第二口，分别连通至所述电堆(2)出水管道和散热器进水管道(8)。

4.根据权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述三通阀(6)还具有第三口，其连接至小循环管道(10)，所述小循环管道(10)连通至所述容器(5)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的系统，其特征在于，所述空气压缩机(11)通过电堆进气管道(13)连通至所述电堆(2)，在所述电堆进气管道(13)上分离出的支路上设置有吹扫阀门(17)。

6.根据权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述支路连通至所述散热器进水管道(8)，在所述电堆(2)正常工作时，所述三通阀(6)第一口与第二口被控连通，第三口被控关闭。

7.根据权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，所述散热器(4)通过散热器进水管道(9)回连至所述容器(5)，在所述电堆(2)准备停机时，所述泵(3)被控关闭，所述吹扫阀门(17)被控打开以将所述散热器进水管道(8)、散热器(4)和散热器进水管道(9)中的水分吹入所述容器(5)。

8.根据权利要求1～7任一项所述的系统，其特征在于，在所述电堆(2)开机时，所述泵(3)被控打开，所述吹扫阀门(17)被控关闭，所述三通阀(6)的第一口和第三口被控连通，第二口被控关闭以使得所述容器(5)的水进入所述电堆(2)热交换后进入小循环管道(10)回流至所述容器(5)。

9.根据权利要求1～8任一项所述的系统，其特征在于，所述电堆(2)阴极通过阴极排气管道(14)连通至所述容器(5)以将阴极产生的气态水分与空气的混合气体通入所述容器(5)，所述容器(5)通过对外排气管道(16)连通至所述空间(1)外部。

10.根据权利要求1～9任一项所述的系统，其特征在于，所述容器(5)、所述电堆(2)的冷却水出口、所述散热器(4)的出水管道中分别设置有温度检测器，根据温度检测器的检测温度，所述三通阀(6)的开度被控调节，冷却水在大小循环中进行流量分配，同时，所述散热器(4)的风扇转速被控制，调节流经散热器的冷却水的温度，通过三通阀(6)和散热器(4)的风扇的控制，使得电堆的出入口温度在设定范围内，且散热器(4)及处于空间(1)外部的管路中的冷却水不结冰。