[发明专利]一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统

摘要

本发明涉及一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统。在冷却液箱内装有悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系，悬浮/漂浮相变胶囊的密度与冷却液的密度相当，使其能够悬浮于冷却液中，吸热后密度降低，使其能够漂浮于冷却液表面；冷却液箱与燃料电池堆之间连接形成冷却液的循环回路。本系统通过悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系与燃料电池堆进行热交换，当燃料电池工作时悬浮/漂浮相变胶囊吸收大量的热量使冷却液为燃料电池堆循环降温，并存储热量，当燃料电池停止运行时悬浮/漂浮相变胶囊释放相变潜热为燃料电池堆保温，缩短燃料电池冷启动时的预热时间，从而同时达到为燃料电池降温和保温的作用，优化燃料电池的热管理和冷启动系统。

主权项

1.一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统的应用，其特征在于，所述系统为：冷却液箱(3)分为上部的保温区(31)和下部的散热区(32)；在冷却液箱(3)内装有悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系，所述悬浮/漂浮相变胶囊的密度与冷却液的密度相当，使其能够悬浮于冷却液中，吸热后密度降低，使其能够漂浮于冷却液表面而进入保温区(31)；冷却液箱(3)的冷却液出口经液泵(2)连接至燃料电池堆(1)中的冷却液进口，燃料电池堆(1)中的冷却液出口连接至冷却液箱(3)的冷却液进口，形成冷却液的闭合循环回路；在冷却液箱(3)的冷却液出口设有金属筛(6)，所述金属筛(6)的孔径小于悬浮/漂浮相变胶囊的粒径；还设有散热风扇(5)用于对散热区(32)中的冷却液进行散热；所述悬浮/漂浮相变胶囊以固液相变材料和气液相变材料作为胶囊的芯材；悬浮/漂浮相变胶囊材料吸热前悬浮分散在冷却液中；燃料电池堆(1)处于工作状态时，使用液泵(2)驱动，将冷却液部分循环于燃料电池堆(1)中的冷却液流场中，在冷却液箱(3)中的悬浮/漂浮相变胶囊吸收冷却液的热量分别发生固‑液相变和液‑气相变，从而实现冷却液与燃料电池堆(1)循环发生热交换，其中气液相变材料从液体转变为气体使得悬浮/漂浮相变胶囊膨胀而密度降低，从而使冷却液中的悬浮/漂浮相变胶囊从悬浮状态转变为漂浮状态，漂浮的悬浮/漂浮相变胶囊在保温区(31)中进行保温，同时便于冷却液在散热区(32)的良好散热；燃料电池堆(1)处于停止状态时，悬浮/漂浮相变胶囊贮存的相变潜热缓慢释放，加热冷却液，使冷却液对燃料电池堆(1)进行保温；悬浮/漂浮相变胶囊放热后发生气‑液相变而密度增大，从而使得悬浮/漂浮相变胶囊重新回到冷却液中，在燃料电池堆(1)工作时继续吸热。