專利名稱：一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及燃料電池的溫度控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
燃料電池堆在不同溫度下輸出性能差異較大，所以燃料電池在啟動(dòng)之后希望其 盡快工作至最佳溫度范圍內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的辦法是利用節(jié)溫器控制冷卻液的 流程路徑，當(dāng)燃料電池溫度較低時(shí)，冷卻液不流過(guò)散熱器，以提高燃料電池的升溫速 度。其不足是實(shí)際應(yīng)用中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)受到空間的限制，在分布式布置場(chǎng)合， 如燃料電池轎車，水泵和節(jié)溫器通常離電堆模塊距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致電堆升溫較慢。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不 足。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊，包括燃料電池堆模塊和 模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)，模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)出管路與燃料電池堆模塊內(nèi)部的 燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接，其特征在于所述燃料電池堆模塊的內(nèi)部還 設(shè)有微型水泵、三通、單向閥和控制單元，兩個(gè)三通分別連接在燃料電池堆的冷卻水系 統(tǒng)的進(jìn)水通道和出水通道上，單向閥連接在三通和模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出管路與 燃料電池堆模塊內(nèi)部的燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接的通道上，連接在燃 料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水通道上的三通的第三個(gè)接口與微型水泵的出水口連接，連 接在燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的出水通道上的三通的第三個(gè)接口與微型水泵的進(jìn)水口連 接，控制單元與微型水泵的控制開(kāi)關(guān)電連接，與燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置用信號(hào)線連 接。
本發(fā)明的一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊的控制方法，其特征在于所述控制單 元根據(jù)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)燃料電池堆的溫度T并根據(jù)設(shè)定的控制溫度 控制微型水泵的開(kāi)關(guān)當(dāng)控制單元通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到燃料電池堆的 溫度T小于設(shè)定控制溫度Tset時(shí)，控制微型水泵開(kāi)啟，冷卻水在模塊內(nèi)部循環(huán)；當(dāng)控制 單元通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到燃料電池堆的溫度T大于設(shè)定控制溫度Tset 時(shí)，控制微型水泵關(guān)閉，燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)與模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。
本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)部循環(huán)與外部冷卻循環(huán)的隔離，可使燃料電 池模塊均勻快速升溫到最佳溫度工作區(qū)；具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu) 點(diǎn)ο
本發(fā)明共有附圖二幅，其中
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖，
圖2是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖中，101 10η、燃料電池堆，201、出水通道三通，202、出水通道單向 閥，203、微型水泵，204、進(jìn)水通道三通，205、進(jìn)水通道單向閥，206、控制單元， 207、溫度傳感器、300、外部冷卻系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié) 合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例是30kw燃料電堆模塊內(nèi)部加熱循環(huán)系統(tǒng)。燃料電堆101和102為150 節(jié)單電池組成的電堆。進(jìn)水通道三通和進(jìn)水通道三通分別連接在燃料電池堆101和102 的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水通道和出水通道上，進(jìn)水通道單向閥202和出水通道單向閥205為 CIT-084,分別連接在三通和模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出管路與燃料電池堆模塊內(nèi)部 的燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接的通道上，進(jìn)水通道三通的第三個(gè)接口與 微型水泵的出水口連接，微型水泵203為nffiOO，出水通道三通的第三個(gè)接口與微型水泵 203的進(jìn)水口連接，控制單元206與微型水泵203的控制開(kāi)關(guān)電連接，溫度傳感器207為 PT1000,與燃料電池堆的控制單元206用信號(hào)線連接?？刂茊卧?06根據(jù)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置207實(shí)時(shí)檢測(cè)的燃料電池堆的溫 度T并根據(jù)設(shè)定的控制溫度Tset控制控制微型水泵的開(kāi)關(guān)設(shè)Tset = 50°C，當(dāng)控制單元 206通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置207檢測(cè)到燃料電池堆的溫度小于50°C時(shí)，控制微型 水泵開(kāi)啟，冷卻水在模塊內(nèi)部循環(huán)；當(dāng)控制單元206通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置207 檢測(cè)到燃料電池堆的溫度大于50°C時(shí)，控制微型水泵關(guān)閉，燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)與 模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊，包括燃料電池堆模塊和模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng) (300)，模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)(300)通過(guò)進(jìn)出管路與燃料電池堆模塊內(nèi)部的燃料電池堆 的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接，其特征在于所述燃料電池堆模塊的內(nèi)部還設(shè)有微型水 泵(203)、三通(201/204)、單向閥(202/205)和控制單元(206)，兩個(gè)三通(201/204) 分別連接在燃料電池堆(101 IOn)的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水通道和出水通道上，單向閥 (202/205)連接在三通(201/204)和模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)(300)的進(jìn)出管路與燃料電 池堆模塊內(nèi)部的燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接的通道上，連接在燃料電池 堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水通道上的三通(204)的第三個(gè)接口與微型水泵(203)的出水口連 接，連接在燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的出水通道上的三通(201)的第三個(gè)接口與微型水 泵(203)的進(jìn)水口連接，控制單元(206)與微型水泵的控制開(kāi)關(guān)電連接，控制單元(206) 與燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置(207)用信號(hào)線連接。
2.權(quán)利要求1所述一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊的控制方法，其特征在于所述控制 單元(206)根據(jù)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置(207)實(shí)時(shí)檢測(cè)燃料電池堆的溫度T并根據(jù)設(shè) 定的控制溫度控制微型水泵(203)的開(kāi)關(guān)當(dāng)控制單元(206)通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè) 裝置(207)檢測(cè)到燃料電池堆的溫度T小于設(shè)定控制溫度Tset時(shí)，控制微型水泵(203)開(kāi) 啟，冷卻水在模塊內(nèi)部循環(huán)；當(dāng)控制單元(206)通過(guò)燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置(207)檢 測(cè)到燃料電池堆的溫度T大于設(shè)定控制溫度Tset時(shí)，控制微型水泵(203)關(guān)閉，燃料電 池堆的冷卻水系統(tǒng)與模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)(300)進(jìn)行循環(huán)。
全文摘要
一種內(nèi)部加熱循環(huán)燃料電池模塊，燃料電池堆模塊的內(nèi)部設(shè)有微型水泵、三通、單向閥和控制單元，三通分別連接在燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水通道和出水通道上，單向閥連接在三通和模塊外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)出管路與燃料電池堆模塊內(nèi)部的燃料電池堆的冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)出水通道連接的通道上，三通的第三個(gè)接口與微型水泵的進(jìn)出水口連接，控制單元與微型水泵的控制開(kāi)關(guān)電連接，與燃料電池堆的溫度檢測(cè)裝置用信號(hào)線連接。本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)部循環(huán)與外部冷卻循環(huán)的隔離，可使燃料電池模塊均勻快速升溫到最佳溫度工作區(qū)；具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102024971SQ20101056422
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者侯中軍, 戚朋, 李加良, 王克勇, 趙金 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司