CN102024971A - 一种内部加热循环燃料电池模块 - Google Patents
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Abstract
一种内部加热循环燃料电池模块，燃料电池堆模块的内部设有微型水泵、三通、单向阀和控制单元，三通分别连接在燃料电池堆的冷却水系统的进水通道和出水通道上，单向阀连接在三通和模块外部冷却循环系统的进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接的通道上，三通的第三个接口与微型水泵的进出水口连接，控制单元与微型水泵的控制开关电连接，与燃料电池堆的温度检测装置用信号线连接。本发明的有益效果是：实现模块内部循环与外部冷却循环的隔离，可使燃料电池模块均匀快速升温到最佳温度工作区；具有实现简单、成本低和系统结构简单的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及燃料电池的温度控制技术。
背景技术：
燃料电池堆在不同温度下输出性能差异较大，所以燃料电池在启动之后希望其尽快工作至最佳温度范围内，现有技术中，通常采用的办法是利用节温器控制冷却液的流程路径，当燃料电池温度较低时，冷却液不流过散热器，以提高燃料电池的升温速度。其不足是：实际应用中，燃料电池发电系统受到空间的限制，在分布式布置场合，如燃料电池轿车，水泵和节温器通常离电堆模块距离较远，导致电堆升温较慢。
发明内容
本发明的目的是提出一种内部加热循环燃料电池模块，以解决现有技术的不足。本发明的技术方案是：一种内部加热循环燃料电池模块，包括燃料电池堆模块和模块外部冷却循环系统，模块外部冷却循环系统通过进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接，其特征在于所述燃料电池堆模块的内部还设有微型水泵、三通、单向阀和控制单元，两个三通分别连接在燃料电池堆的冷却水系统的进水通道和出水通道上，单向阀连接在三通和模块外部冷却循环系统的进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接的通道上，连接在燃料电池堆的冷却水系统的进水通道上的三通的第三个接口与微型水泵的出水口连接，连接在燃料电池堆的冷却水系统的出水通道上的三通的第三个接口与微型水泵的进水口连接，控制单元与微型水泵的控制开关电连接，与燃料电池堆的温度检测装置用信号线连接。
本发明的一种内部加热循环燃料电池模块的控制方法，其特征在于所述控制单元根据燃料电池堆的温度检测装置实时检测燃料电池堆的温度T并根据设定的控制温度控制微型水泵的开关：当控制单元通过燃料电池堆的温度检测装置检测到燃料电池堆的温度T小于设定控制温度Tset时，控制微型水泵开启，冷却水在模块内部循环；当控制单元通过燃料电池堆的温度检测装置检测到燃料电池堆的温度T大于设定控制温度Tset时，控制微型水泵关闭，燃料电池堆的冷却水系统与模块外部冷却循环系统进行循环。
本发明的有益效果是：实现模块内部循环与外部冷却循环的隔离，可使燃料电池模块均匀快速升温到最佳温度工作区；具有实现简单、成本低和系统结构简单的优点。
附图说明
本发明共有附图二幅，其中
图1是本发明的结构框图，
图2是实施例的结构框图。
附图中，101～10n、燃料电池堆，201、出水通道三通，202、出水通道单向阀，203、微型水泵，204、进水通道三通，205、进水通道单向阀，206、控制单元，207、温度传感器、300、外部冷却系统。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例是30kw燃料电堆模块内部加热循环系统。燃料电堆101和102为150节单电池组成的电堆。进水通道三通和进水通道三通分别连接在燃料电池堆101和102的冷却水系统的进水通道和出水通道上，进水通道单向阀202和出水通道单向阀205为CIT-084，分别连接在三通和模块外部冷却循环系统的进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接的通道上，进水通道三通的第三个接口与微型水泵的出水口连接，微型水泵203为nf600，出水通道三通的第三个接口与微型水泵203的进水口连接，控制单元206与微型水泵203的控制开关电连接，温度传感器207为PT1000，与燃料电池堆的控制单元206用信号线连接。
控制单元206根据燃料电池堆的温度检测装置207实时检测的燃料电池堆的温度T并根据设定的控制温度Tset控制控制微型水泵的开关：设Tset＝50℃，当控制单元206通过燃料电池堆的温度检测装置207检测到燃料电池堆的温度小于50℃时，控制微型水泵开启，冷却水在模块内部循环；当控制单元206通过燃料电池堆的温度检测装置207检测到燃料电池堆的温度大于50℃时，控制微型水泵关闭，燃料电池堆的冷却水系统与模块外部冷却循环系统进行循环。
Claims (2)
1.一种内部加热循环燃料电池模块，包括燃料电池堆模块和模块外部冷却循环系统(300)，模块外部冷却循环系统(300)通过进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接，其特征在于所述燃料电池堆模块的内部还设有微型水泵(203)、三通(201/204)、单向阀(202/205)和控制单元(206)，两个三通(201/204)分别连接在燃料电池堆(101～10n)的冷却水系统的进水通道和出水通道上，单向阀(202/205)连接在三通(201/204)和模块外部冷却循环系统(300)的进出管路与燃料电池堆模块内部的燃料电池堆的冷却水系统的进出水通道连接的通道上，连接在燃料电池堆的冷却水系统的进水通道上的三通(204)的第三个接口与微型水泵(203)的出水口连接，连接在燃料电池堆的冷却水系统的出水通道上的三通(201)的第三个接口与微型水泵(203)的进水口连接，控制单元(206)与微型水泵的控制开关电连接，控制单元(206)与燃料电池堆的温度检测装置(207)用信号线连接。
2.权利要求1所述一种内部加热循环燃料电池模块的控制方法，其特征在于所述控制单元(206)根据燃料电池堆的温度检测装置(207)实时检测燃料电池堆的温度T并根据设定的控制温度控制微型水泵(203)的开关：当控制单元(206)通过燃料电池堆的温度检测装置(207)检测到燃料电池堆的温度T小于设定控制温度Tset时，控制微型水泵(203)开启，冷却水在模块内部循环；当控制单元(206)通过燃料电池堆的温度检测装置(207)检测到燃料电池堆的温度T大于设定控制温度Tset时，控制微型水泵(203)关闭，燃料电池堆的冷却水系统与模块外部冷却循环系统(300)进行循环。
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|---|---|---|---|---|
| CN102496730A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 新源动力股份有限公司 | 一种燃料电池发电系统低温启动的热管理系统及其方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1341284A (zh) * | 1999-01-05 | 2002-03-20 | 西门子公司 | 组装有换热器的液冷式燃料电池 |
| CN1529376A (zh) * | 2003-10-10 | 2004-09-15 | 清华大学 | 两路循环控制的燃料电池热管理系统 |
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2010
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