[发明专利]燃料电池的冷却方法、燃料电池散热系统及车辆

说明书

本发明涉及一种燃料电池的冷却方法、燃料电池散热系统及车辆。燃料电池系统的冷却方法是在燃料电池散热系统内加注绝缘的制冷剂，所述制冷剂经过燃料电池电堆时吸热转换为气态，所述制冷剂经过散热器时放热转换为液态，转换为液态的制冷剂依靠输送泵的输送进入燃料电池电堆。用绝缘的制冷剂作为冷却介质替代传统的水或者防冻液，可以很大程度解决燃料电池散热系统的绝缘问题，提高安全性能；制冷剂经过燃料电池电堆时吸热转换为气态，经过散热器时放热转换为液态，使燃料电池较为稳定地保持在适宜的反应温度，提高燃料电池的使用寿命，不需要水箱，可以解决水箱液位必须比散热器和燃料电池高的问题，更符合整车需求。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池的冷却方法、燃料电池散热系统及车辆。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，只需通入燃料和氧化剂就可以连续输出电能，具有能量转换率高、清洁环保和无需充电的优点，燃料电池汽车因为其续航里程长、加氢时间短的特点，已经成为新能源汽车发展的重要方向。

燃料电池的电效率一般为50%，说明每发出1KW的电就会产生1KW的热，产生大量的热必须通过冷却液及时带走，以使燃料电池内部的温度保持稳定，否则会影响电化学的反应速率并影响燃料电池的寿命。燃料电池通过高压线与DC/DC，动力电池箱等连接，整套系统的电压平台为数百伏，因此系统的绝缘是影响整车安全的一个重大因素，散热器和管路在与冷却液接触过程中会不断释放离子，而冷却液的导电率是影响整套系统绝缘的重要因素。

现有燃料电池冷却液为去离子水或者乙二醇基的防冻液，公告号为CN204720509U，公告日为2015.10.21的中国实用新型专利公开了一种燃料电池的散热系统及使用该系统的车辆，如图1所示，该燃料电池的散热系统包括连接在燃料电池电堆1冷却水出口端和进口端之间的水箱2、水泵3、热交换器7和连接管路4，水箱2用于连接在燃料电池电堆1冷却水出口端，水泵3连接在水箱2的出口端，连接管路4上设有过滤器5和三通阀6，三通阀6的两个出口端分别与热交换器7的进、出口端连通，且热交换器7的出口端还用于与燃料电池电堆1冷却水入口段连通，热交换器7处设置有散热风扇8。该燃料电池散热系统增加了过滤器5，保证冷却水的纯净,电导率长期控制在较低的工作范围。但是，冷却水在流经燃料电池电堆1时带走大量的热，并在散热器中被冷却，这个过程中冷却水的温度很难精确控制，燃料电池电堆1不容易保持在最适宜反应的温度，降低燃料电池的使用寿命。同时，由于燃料电池电堆内冷却液无法充满，会影响散热性能，水箱里的液位必须高于燃料电池和散热器芯体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池的冷却方法，解决现有技术燃料电池的散热系统中用水做冷却介质，流经燃料电池电堆时，冷却水的温度很难精确把控，导致燃料电池电堆散热不充分，不易保持在最适宜的反应温度，燃料电池使用寿命低的问题；同时解决水箱里的液位必须高于燃料电池和散热器芯体的问题和水会腐蚀管道和散热器致使电导率上升产生安全隐患的问题；本发明的目的还在于提供一种燃料电池散热系统；本发明的目的还在于提供一种车辆。

为实现上述目的，本发明燃料电池的冷却方法的技术方案是：

技术方案1：燃料电池的冷却方法是在燃料电池散热系统内加注绝缘的制冷剂，所述制冷剂经过燃料电池电堆时吸热转换为气态，所述制冷剂经过散热器时放热转换为液态，转换为液态的制冷剂依靠输送泵的输送进入燃料电池电堆。其有益效果是：用绝缘的制冷剂作为冷却介质替代传统的水或者防冻液，可以很大程度解决燃料电池散热系统的绝缘问题，提高安全性能；制冷剂经过燃料电池电堆时吸热转换为气态，经过散热器时放热转换为液态，使燃料电池较为稳定地保持在适宜的反应温度范围内，提高燃料电池的使用寿命，不需要水箱，可以解决水箱液位必须比散热器和燃料电池高的问题，更符合整车需求。