[实用新型]一种用于燃料电池的冷却循环回路及燃料电池

说明书

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种用于燃料电池的冷却循环回路。

背景技术

随着工业社会的进一步发展，环境问题日益突出，环境友好的氢储能技术得到了越来越多的关注。氢储能是化学储能的延伸，从其储能本质来讲，就是将水电解得到氢气和氧气，再将氢气储存以备后用；即，有电时利用电能电解水制氢储存，没有电时，利用储存的氢气转换电能输送。其中，涉及了从氢气的制取、存储、输送到转换的全产业链系列技术，而氢气转换技术作为关键一环，利用燃料电池的电能转换技术成为重中之重。

目前，燃料电池技术在全世界科学技术人员的攻关下，已经进入产业化状态，但是仍然存在能量转化效率都不甚理想的问题。质子交换膜燃料电池的出现解决了以上问题，参见中国专利文献CN101587962A，该技术公开的质子交换膜燃料电池冷却系统包括传感机构、控制模块、执行机构和冷却机构，其中传感机构的输出端与控制模块的输入端相连接以传输传感信号，控制模块的输出端执行机构的输入端相连接，执行机构的输出端与冷却机构的输入端相连接，冷却机构的输出端与传感机构的输入端相连接。该系统通过温度传感器的设置能够将冷却液入口端和出口端的温度数值实时输送至控制模块，控制模块根据实时数据判断选择冷却路线，并通过执行机构控制三通阀的开启方向，从而在一定程度上实现了对温度一级误差波动的控制，该系统通过对温度误差波动的控制部分实现了对燃料电池能量转化效率的提高，但其仅从燃料电池温度控制角度分析而不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路进行能量回收，能量转化效率还不甚理想。

发明内容

为此，本实用新型针对现有技术的燃料电池模块不能根据燃料电池的出口冷却液的温度分级选择冷却循环回路能量转化效率还不甚理想的技术缺陷，从而提供一种用于燃料电池的冷却循环回路及燃料电池。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于燃料电池的冷却循环回路包括并联设置的第一循环回路和第二循环回路，所述第一循环回路上设置有热源液体冷却装置；所述第二循环回路上设置有换热装置。

所述第二循环回路上还设置有散热装置。

还包括回路选择装置，用于控制流出所述燃料电池的冷却液进入第一循环回路或第二循环回路。

所述第二循环回路上还设有用于接收所述换热装置热量的第一储液箱。

所述换热装置与所述储液箱之间设有第一循环泵。

所述换热装置为板式换热器，所述换热器内设有热源液体通道，所述热源液体通道的外围布置有冷却循环液通道，以使冷却循环液通过第一循环泵流入所述第一储液箱。

还包括与燃料电池相连的第二储液箱；

所述第一循环回路和所述第二循环回路在所述第二储液箱的入口处汇合；

所述回路选择装置通过第二循环泵与燃料电池相连。

所述回路选择装置为节温器，所述散热装置为散热器。

所述燃料电池热源液体出口处，所述第一储液箱内以及燃料电池热源液体入口处，分别对应设有第一温度传感器，第二温度传感器，第三温度传感器，所述第一温度传感器内设有温度检测装置和信号传输装置用于检测出口温度并传输给第二循环泵、节温器、换热器和散热器。

包括上述的冷却循环回路的燃料电池。

所述燃料电池选自质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池。

一种利用上述冷却循环回路对燃料电池进行冷却的方法，包括(1)设置第一温度阈值M1；

(2)当流出燃料电池的冷却液温度小于M1时，所述冷却液经第一循环回路返回所述燃料电池；

(3)当流出燃料电池的冷却液温度大于M1时，所述冷却液经第二循环回路返回所述燃料电池。

还设置有第二温度阈值M2，其中M1小于M2；

当流出燃料电池的冷却液温度在M1和M2之间时，所述冷却液经所述换热装置冷却处理后返回燃料电池；

当流出燃料电池的冷却液温度大于M2时，所述冷却液经所述换热装置和所述散热装置冷却处理后返回燃料电池。

所述M1为50℃，所述M2为65℃。所述燃料电池选自质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池。

本实用新型中的燃料电池包括但不限于质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池或高温固体氧化物燃料电池的一种或多种的组合。