[发明专利]一种燃料电池热管理系统与一种燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池热管理系统，包括冷却液循环主路和串联于冷却液循环主路中的燃料电池，燃料电池包括电池进水口和电池出水口，冷却液循环主路上沿电池出水口至电池进水口的方向依次串联设置有主循环水泵和第一三通换向阀，第一三通换向阀还通过冷启动旁路连接于电池进水口，冷启动旁路上设置有用于加热冷却液的加热装置。本发明通过设置冷启动旁路，利用加热装置对冷却液进行加热，从而使燃料电池快速升温，缩短了冷启动时间。本发明还公开了一种包括上述燃料电池热管理系统的燃料电池系统。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池热管理系统与一种燃料电池系统。

背景技术

随着车用燃料电池系统逐步产业化，对于燃料电池车的热管理要求也将逐步完善，燃料电池热管理系统在低温环境下面临冷启动困难的问题。传统发动机可直接在低温下启动1-2分钟完成热机，而燃料电池系统在低温下启动困难，无法对标传统燃油车，原因在于燃料电池本身内部电化学反应产生的水容易结冰，性能较差，无法实现快速功率输出，导致无法启动或者启动耗时较长。

因此，如何实现燃料电池系统的低温快速启动，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池热管理系统，用于实现燃料电池系统的低温快速启动。

本发明的另一个目的在于提供一种包括该燃料电池热管理系统的燃料电池系统。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种燃料电池热管理系统，包括冷却液循环主路和串联于所述冷却液循环主路中的燃料电池，所述燃料电池包括电池进水口和电池出水口，所述冷却液循环主路上沿所述电池出水口至所述电池进水口的方向依次串联设置有主循环水泵和第一三通换向阀，所述第一三通换向阀还通过冷启动旁路连接于所述电池进水口，所述冷启动旁路上设置有用于加热冷却液的加热装置。

优选地，所述主循环水泵为双向水泵；

和/或，所述冷启动旁路还设置有旁路水泵，所述旁路水泵的驱动方向与所述主循环水泵的驱动方向相反。

优选地，所述加热装置为PTC加热器。

优选地，上述燃料电池热管理系统还包括换热循环路和空调采暖循环路，所述冷启动旁路上沿所述电池出水口至所述电池进水口的方向依次设置有所述加热装置和第二三通换向阀，所述第一三通换向阀与所述加热装置之间的所述冷启动旁路连接有换热旁路，所述换热旁路的另一端连接于所述第二三通换向阀，所述换热旁路上设置有换热开关阀和换热器，所述换热循环路包括所述换热旁路和与所述换热旁路并联的所述冷启动旁路，所述换热循环路还设置有换热循环水泵，所述空调采暖循环路设置有采暖循环泵和空调暖风组件，所述换热循环路与所述空调采暖循环路之间通过所述换热器进行热交换。

优选地，所述换热循环水泵设置于所述第一三通换向阀与所述加热装置之间的所述冷启动旁路上，或者，所述换热循环水泵设置于所述加热装置与所述第二三通换向阀之间的所述冷启动旁路上。

优选地，所述换热旁路的第一端连接于所述第一三通换向阀与所述换热循环水泵之间的所述冷启动旁路，所述换热旁路的第二端连接于所述第二三通换向阀，所述换热开关阀设置于所述换热旁路的第一端与所述换热器之间。

优选地，所述换热器为水-水换热器。

优选地，所述电池进水口和所述电池出水口均设置有用于检测冷却液温度的温度传感器。

优选地，所述第一三通换向阀与所述电池进水口之间的所述冷却液循环主路上还设置有散热器。