[发明专利]氢燃料电池的温度控制装置及方法

说明书

本申请提供一种温度控制系统和温度控制方法，用于轨道机车车辆用氢燃料电池，包括通风机、加热器、散热器、液体循环管路、泵和控制装置。通风机用于为温度控制系统提供所需的空气；加热器沿空气的流动方向，设置于通风机的下游，用于将通风机提供的空气加热。散热器沿空气的流动方向，设置于加热器的下游，用于对液体加热或者冷却。液体循环管路，部分设置于散热器的内部，并与氢燃料电池连通，用于容纳所述液体。泵设置于液体循环管路上，用于为液体循环提供动力。控制装置用于控制所述通风机、所述加热器和所述泵。通过以上设计，本申请的温度控制系统能够实现对氢燃料电池加热或者冷却，并且可以实现对氢燃料电池的温度进行精确控制。

技术领域

本申请涉及温度控制领域，尤其是涉及一种氢燃料电池的温度控制。

背景技术

氢能作为绿色、高效、可持续的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢燃料电池作为氢能利用的主要载体，具有能量转换率高、环境污染小、噪音低等优点，在汽车、轨道交通、船舶、航空航天等交通领域具有广泛的应用前景。燃料电池是氢能利用的最佳形式，其通过氢气与氧气的电化学反应来发电，已在轨道交通领域得到成功应用，广泛应用于轨道机车车辆。

轨道机车车辆氢燃料电池工作时，会产生大量的热量，而氢燃料电池的电池堆只有工作在合适的温度区间才能实现高效工作，温度过高或过低都会影响电能的转化效率。目前轨道机车车辆氢燃料电池温度控制系统仅含有冷却部分(即出现高温后对燃料电池的散热)，并且主要通过控制冷却风机的转速来控制散热器的散热能力，很难达到对燃料电池温度的精准控制。

发明内容

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够对氢燃料电池的温度进行精确控制的温度控制系统。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供一种用于轨道机车车辆用氢燃料电池的温度控制系统，包括通风机、加热器、散热器、泵、液体循环管路和控制装置。其中，通风机用于为所述温度控制系统提供所需的空气。加热器沿所述空气的流动方向，设置于所述通风机的下游，用于将所述通风机提供的空气加热。散热器沿所述空气的流动方向，设置于所述加热器的下游，用于对液体加热或者冷却。液体循环管路部分设置于所述散热器的内部，并与所述氢燃料电池连通，用于容纳所述液体。泵设置于所述液体循环管路上，用于为所述液体循环提供动力。控制装置用于控制所述通风机、所述加热器和所述泵。

根据本申请的其中一个实施例，所述温度控制系统还包括过滤器和第一风道，所述第一风道设置于所述通风机的进风口上，所述过滤器设置于所述第一风道上，用于过滤进入温度控制系统的空气。

根据本申请的其中一个实施例，所述液体循环管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路和所述第三管路连通并部分位于所述散热器的内部，所述第一管路与所述第二管路连通，所述第二管路和所述第三管路均与所述氢燃料电池连通。

根据本申请的其中一个实施例，所述泵的一端连通所述第一管路，另一端连通所述第二管路。

根据本申请的其中一个实施例，所述温度控制系统还包括水箱，所述水箱与所述液体循环管路连通，用于收纳所述温度控制系统中的所述液体受热引起的膨胀量，以及补偿所述温度控制系统中的所述液体遇冷引起的收缩量。

根据本申请的其中一个实施例，所述水箱的一端与所述第一管路连通，并设置在所述第一管路与所述泵的连通处。所述水箱的另一端与所述第三管路连通，并设置在所述第三管路与所述氢燃料电池的连通处。

根据本申请的其中一个实施例，所述温度控制系统还包括智能诊断装置，用于对所述通风机、所述加热器、所述散热器和所述泵进行是否需要检修的智能诊断。