[发明专利]车辆中的燃料电池冷却系统的控制

说明书

本公开涉及车辆中的燃料电池冷却系统的控制。一种车辆中的燃料电池系统包括燃料电池堆和用于冷却燃料电池堆的冷却系统。冷却系统具有散热器和被配置为将冷却剂供应到燃料电池堆的至少一个泵。控制器响应于指示车辆的下一次启动将是冷启动的状况而运行冷却系统，以在车辆被关闭时主动地冷却燃料电池。控制器随后可在启动冷却之后对燃料电池堆进行净化。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆中的燃料电池堆的冷却系统以及控制所述冷却系统的方法和系统。

背景技术

燃料电池(诸如，氢燃料电池)是一种用于驱动车辆的可行的替代能量源。一般而言，燃料电池包括负电极(阳极)、电解质和正电极(阴极)。在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中，电解质是固态的质子传导膜，所述质子传导膜是电绝缘的但是允许质子通过。通常，在阳极使用双极板或流场板引入燃料源(诸如，氢)，燃料源与催化剂在双极板或流场板进行反应并且分裂成电子和质子。质子穿过电解质到达阴极，电子通过外部电路并且随后到达阴极。在阴极处，从另一双极板引入的空气中的氧气在另一催化剂的作用下与电子和质子进行反应以形成水。

在系统操作期间，副产物水可能积聚在燃料电池堆中。如果副产物水留在燃料电池堆中受到寒冷环境温度的影响，则副产物水会冻结。为了防止冷冻水的积聚，在被称作燃料电池净化的过程中，可在车辆关闭时将流体传送通过燃料电池以从燃料电池堆中去除物质。

发明内容

在一个实施例中，一种车辆包括燃料电池堆和冷却系统，冷却系统具有散热器和至少一个泵，所述至少一个泵被构造为将冷却剂供应到燃料电池堆。至少一个控制器被配置为：响应于预期的即将到来的冷启动，运行冷却系统以在车辆被关闭时主动地冷却燃料电池堆。

在另一实施例中，一种车辆包括燃料电池堆和泵，所述泵被构造为将冷却剂输送到燃料电池堆。所述车辆具有用于关闭和启动车辆的装置。控制器被配置为：响应于车辆被关闭以及针对下一次车辆启动预期的冷冻启动，运行泵以主动地冷却燃料电池堆。

在另一实施例中，一种控制车辆中的燃料电池冷却系统的方法包括：首先关闭车辆。然后，当车辆被关闭时，响应于燃料电池冷却剂的温度低于阈值而运行燃料电池冷却剂泵。

附图说明

图1是根据实施例的车辆中的燃料电池系统的示意图。

图2是根据实施例的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一部分的分解透视图。

图3是根据实施例的用于燃料电池的冷却系统的示意图。

图4是根据实施例的表示由用于在车辆关闭之后主动冷却燃料电池的控制系统实现的算法的流程图。

图5是根据另一实施例的表示由用于在车辆关闭之后主动冷却燃料电池的控制系统实现的算法的流程图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

参照图1，车辆10被示出为具有用于驱动车辆10的燃料电池堆12。图1中的车辆10是轿车，然而应该理解的是，车辆10还可以是其它车辆(诸如，卡车、越野车辆或市区车辆)。如下面将进一步描述的，燃料电池堆12的电池可包括阳极14、阴极16以及阳极14与阴极16之间的膜18。以这种方式，燃料电池12可以是质子交换膜燃料电池(PEMFC)12。