CN101188304A - 低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法 - Google Patents
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Abstract
一种低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，将所述燃料电池系统放置在一个具有可调开口的外罩内，使冷却燃料电池后所排出的热空气的一部分循环用作冷却燃料电池的冷却空气，使燃料电池的冷却空气进口温度控制在5－40℃之间，出口热空气温度控制在45－60℃之间。本发明的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法将冷却燃料电池堆所排出的一部分热空气循环利用作为冷却空气，可提高燃料电池堆的冷却空气进口温度，解决了现有技术空气冷却型燃料电池堆在低温环境下运行存在的液态水过多的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学组合物，尤其涉及一种低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法及其制备方法。
背景技术
空气冷却型燃料电池系统同其它液体介质冷却型燃料电池系统有所不同，一般空冷燃料型电池系统是靠外界的环境温度直接冷却。而液体介质冷却型燃料电池系统一般是将燃料电池堆中的热量通过液体介质带出，然后通过散热片等装置将热散掉，我们可以通过控制散热片周围的冷却空气流速来调节散热片的散热量，方便的控制散热片内的液体介质出口温度，方便的控制燃料电池堆冷却介质进口温度，从而电池堆的温度很容易得到控制。对于空气直接冷却的燃料电池堆，因其系统简单，在系统上同液体冷却型电池系统相比具有非常强的优势。对于空气冷却型燃料电池系统，尤其是单路空气冷却型燃料电池堆(空气起着反应和冷却的双重作用)，虽然可以根据外界环境温度的变化，调节冷却电池堆空气的流量来调节电池堆的出口温度，譬如：在环境温度比较低的情况下，可以将冷却用风机转速降低，提高空气出口温度，但是风量调节是有限的。因为在环境温度过低情况下(-40℃-0℃)，冷却风流量如控制得太低，电池堆中氢气和空气中的氧反应生成的液态水不容易排出，过多的液态水积累在燃料电池堆中会影响燃料电池系统的运行稳定性。
发明内容
本发明的目的，就是为了提供一种低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，以解决上述空气冷却型燃料电池堆在低温环境下运行时存在的液态水过多的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，将所述燃料电池系统放置在一个具有可调开口的外罩内，使冷却燃料电池后所排出的热空气的一部分循环用作冷却燃料电池的冷却空气，使燃料电池的冷却空气进口温度控制在5-40℃之间，出口热空气温度控制在45-60℃之间。
所述的燃料电池的冷却空气进口温度控制在15-30℃之间。
所述的燃料电池的冷却空气进口温度和出口热空气温度由一个冷却空气循环量调节机构根据外界环境温度的高低通过调节冷却空气循环比例来实现。
所述的具有可调开口的外罩包括一个罩盖在燃料电池系统外围的具有部分开口的固定圆筒和一个套装在该固定圆筒外围并具有部分开口的可调圆筒，所述的冷却空气循环量调节机构可调节可调圆筒作上下移动，使整个外罩的开口大小可调。
所述的固定圆筒的部分开口包括上部开口和下部开口，上部开口对应于燃料电池系统的离心风扇构成热空气出口，下部开口对应于燃料电池系统的空气流槽进口构成冷却空气进口，在上部开口和下部开口之间形成一个封闭段。
所述的可调圆筒的部分开口设置在中部，其大小对应于固定圆筒的上部开口和下部开口之间的封闭段，在中部开口的上下两端各有一段封闭段，其相对位置和大小分别对应于固定圆筒的上部开口和下部开口，通过调节可调圆筒的上下位置可使可调圆筒的上部封闭段和下部封闭段与固定圆筒的上部开口和下部开口全部重合或部分重合或全部错开。
所述的冷却空气循环量调节机构根据外界环境温度的高低、冷却空气进口温度的高低和出口热空气温度的高低对可调圆筒的上下位置进行调节。
本发明的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法将冷却燃料电池堆所排出的一部分热空气循环利用作为冷却空气，可提高燃料电池堆的冷却空气进口温度，解决了现有技术空气冷却型燃料电池堆在低温环境下运行存在的液态水过多的问题。
附图说明
图1是本发明中的燃料电池系统的结构示意图；
图2是图1所示燃料电池系统的外罩的分解结构示意图。
具体实施方式
本发明低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法可结合图1、图2说明如下：
将燃料电池系统1放置在一个具有可调开口的外罩2内，使冷却燃料电池后所排出的热空气3的一部分31循环用作冷却燃料电池的冷却空气4，使燃料电池的冷却空气进口温度控制在5-40℃之间，最好是控制在15-30℃之间；出口热空气温度控制在45-60℃之间。
具有可调开口的外罩2由一个罩盖在燃料电池系统外围的固定圆筒21、一个套装在该固定圆筒外围的可调圆筒22组成。固定圆筒21的上端设有密封盖211，筒体上部设有一处开口212，下部设有一处开口213，上部开口212对应于燃料电池系统的离心风扇5构成热空气出口，下部开口213对应于燃料电池系统的空气流槽进口6构成冷却空气进口。在上部开口212和下部开口213之间形成一个封闭段214。可调圆筒22的部分开口设置在中部形成中部开口221，其大小对应于固定圆筒的上部开口212和下部开口213之间的封闭段214，在中部开口221的上部有一段封闭段222，下部有一段封闭段223，其相对位置和大小分别对应于固定圆筒的上部开口和下部开口。通过调节可调圆筒22的上下位置可使可调圆筒的上部封闭段222和下部封闭段223与固定圆筒的上部开口212和下部开口213全部重合或部分重合或全部错开。
本发明设有一个冷却空气循环量调节机构(未图示)，用于调节可调圆筒作上下移动。燃料电池的冷却空气进口温度和出口热空气温度由该冷却空气循环量调节机构通过调节冷却空气循环比例来实现，即冷却空气循环量调节机构根据外界环境温度的高低、冷却空气进口温度的高低和出口热空气温度的高低对可调圆筒的上下位置进行调节，实现对冷却空气进口温度和出口热空气温度的调节和控制。
Claims (7)
1.一种低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：将所述燃料电池系统放置在一个具有可调开口的外罩内，使冷却燃料电池后所排出的热空气的一部分循环用作冷却燃料电池的冷却空气，使燃料电池的冷却空气进口温度控制在5-40℃之间，出口热空气温度控制在45-60℃之间。
2.如权利要求1所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的燃料电池的冷却空气进口温度控制在15-30℃之间。
3.如权利要求1所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的燃料电池的冷却空气进口温度和出口热空气温度由一个冷却空气循环量调节机构根据外界环境温度的高低通过调节冷却空气循环比例来实现。
4.如权利要求1或3所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的具有可调开口的外罩包括一个罩盖在燃料电池系统外围的具有部分开口的固定圆筒和一个套装在该固定圆筒外围并具有部分开口的可调圆筒，所述的冷却空气循环量调节机构可调节可调圆筒作上下移动，使整个外罩的开口大小可调。
5.如权利要求4所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的固定圆筒的部分开口包括上部开口和下部开口，上部开口对应于燃料电池系统的离心风扇构成热空气出口，下部开口对应于燃料电池系统的空气流槽进口构成冷却空气进口，在上部开口和下部开口之间形成一个封闭段。
6.如权利要求4或5所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的可调圆筒的部分开口设置在中部，其大小对应于固定圆筒的上部开口和下部开口之间的封闭段，在中部开口的上下两端各有一段封闭段，其相对位置和大小分别对应于固定圆筒的上部开口和下部开口，通过调节可调圆筒的上下位置可使可调圆筒的上部封闭段和下部封闭段与固定圆筒的上部开口和下部开口全部重合或部分重合或全部错开。
7.如权利要求4所述的低温运行空气冷却型燃料电池系统的方法，其特征在于：所述的冷却空气循环量调节机构根据外界环境温度的高低、冷却空气进口温度的高低和出口热空气温度的高低对可调圆筒的上下位置进行调节。
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Cited By (3)
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| CN103481767A (zh) * | 2012-06-13 | 2014-01-01 | 铃木株式会社 | 车辆用的燃料电池装置 |
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| CN115332578B (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-13 | 南京氢灵新能源科技有限公司 | 一种卷复式离心燃料电池 |
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