质子交换膜燃料电池热管理系统

作者: 李红传,谢曙,钱伟,李俊荣,骆永光 CNPIM 2019年02月12日

发明人:李红传,谢曙,钱伟,李俊荣,骆永光
专利权人:淳铭散热科技股份有限公司
公开日:2019-02-12
公开号:CN106602105B
专利类别:发明授权
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摘要:本发明公开了一种质子交换膜燃料电池热管理系统,包括:散热装置,包括微通道热沉、超薄均温板蒸发腔组件和密封板,微通道热沉包括壳体和散热翅片阵列,超薄均温板蒸发腔组件包括底板和毛细芯,毛细芯一端与微通道热沉的基部直接接触,底板与基部之间形成蒸发腔,超薄均温板蒸发腔组件与密封板分别密封连于微通道热沉两端;通过至少两个单体电池以串联方式层叠组合而成的燃料电池堆,每个单体电池的一侧对应设有散热装置,且单体电池与散热装置间隔叠设;冷却液分配管;冷却液集液管;用于供应冷却液并控制冷却液流动的控制系统。该质子交换膜燃料电池热管理系统能够保证燃料电池在运行过程中处于合适的温度范围内以及燃料电池内部的均温性。

1.一种质子交换膜燃料电池热管理系统,其特征在于,包括:散热装置(18),包括微通道热沉(18-4)、超薄均温板蒸发腔组件(18-1)和密封板(18-6),所述微通道热沉(18-4)包括两端开口的壳体和设于所述壳体中的散热翅片阵列(18-5),所述超薄均温板蒸发腔组件(18-1)包括底板和设于所述底板的一侧的毛细芯(18-2),所述毛细芯(18-2)的一端与所述微通道热沉(18-4)的基部直接接触,所述底板与所述基部之间形成蒸发腔,所述超薄均温板蒸发腔组件(18-1)与所述密封板(18-6)分别密封连接于所述微通道热沉(18-4)的两端;燃料电池堆(1),所述燃料电池堆(1)通过至少两个单体电池(19)以串联方式层叠组合而成,每个所述单体电池(19)的一侧对应设有所述散热装置(18),且所述单体电池(19)与所述散热装置(18)间隔叠设;连通所有所述散热装置(18)的进液口(22)的冷却液分配管(20);连通所有所述散热装置(18)的出液口(23)的冷却液集液管(21);用于供应冷却液并控制冷却液在所述散热装置(18)中流动的控制系统,连接于所述散热装置(18);其中,所述控制系统包括:第一冷却装置,所述第一冷却装置的入口连接所述冷却液集液管(21)的出口;用于探测所述出液口(23)的冷却液温度的第一温度感应器(2),所述第一温度感应器(2)的信号输入端连接于所述冷却液集液管(21)的出口与所述第一冷却装置的入口之间;用于根据所述第一温度感应器(2)的信号控制所述第一冷却装置的冷却速率的第一信号处理器(3),所述第一冷却装置、所述第一温度感应器(2)分别连接于所述第一信号处理器(3);用于储存冷却液、容置不凝性气体及缓冲所述第一冷却装置排出的冷却液的储液罐(8),所述储液罐(8)的入口连接所述第一冷却装置的出口;用于过滤冷却液中的杂质的过滤器(10),所述过滤器(10)的入口连接于所述储液罐(8)的出口;用于驱动冷却液循环流动的循环泵(11),所述循环泵(11)的入口连接于所述过滤器(10)的出口;第二冷却装置,所述第二冷却装置的入口连接所述循环泵(11)的出口;用于探测所述进液口(22)的冷却液温度的第二温度感应器(16),所述第二温度感应器(16)的信号输入端连接于所述冷却液分配管(20)的入口与所述第二冷却装置的出口之间,所述第一温度感应器(2)与所述第二温度感应器(16)协同作用;用于探测所述循环泵(11)的出口的冷却液压力的压力感应器(12),所述压力感应器(12)的信号输入端连接于所述循环泵(11)的出口与所述第二冷却装置的入口之间;用于根据所述压力感应器(12)的信号调节所述循环泵(11)的转速、以及用于根据所述第二温度感应器(16)的信号调节所述第二冷却装置的冷却速率的第二信号处理器(17),所述压力感应器(12)、所述循环泵(11)、所述第二冷却装置以及所述第二温度感应器(16)分别连接于所述第二信号处理器(17)。
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