CN110000152A - 燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够降低成本的燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统及方法，包括：清洗台架，其内安装有铝制换热器且能被注满去离子水；去离子水机，用于供给去离子水；储水箱，其进水口经由补水电磁阀与去离子水机出水口相连，且出水口连接有补水管，补水管与清洗台架进水口相连；水泵，其进水口与清洗台架出水口相连，且出水口与补水管相连，以此构成循环系统；加热器，用于对循环系统中去离子水进行加热；电导率检测单元，检测循环系统中去离子水的电导率；温度检测单元，检测循环系统中去离子水的温度；排水电磁阀，排出循环系统中去离子水；以及控制单元，与补水电磁阀、排水电磁阀、水泵、加热器、电导率检测单元和温度检测单元相连。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，具体地，涉及一种燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统及方法。
背景技术
随着新能源汽车行业的蓬勃发展，从混合动力汽车到锂电池汽车再到如今的燃料电池车的兴起。目前燃料电池发展主要使用氢氧质子交换膜燃料电池（PEMFC），其具备燃料电池排放零污染，且发电效率高、工作环境稳定可控等一些益处。
氢氧质子交换膜燃料电池本质是氢气和氧气发生化学反应产生电能，其理论发电效率高达83%，实际发电效率在40%-60%之间。燃料电池在发电过程中产生大量热量，温度过高甚至会破坏燃料电池电堆，需要采用冷却液来对燃料电池进行降温，使燃料电池处于最佳的温度区间工作。
燃料电池系统中的冷却液对其电导率有着十分严格要求，若燃料电池冷却系统中电导率过高会导致燃料电池系统的绝缘问题，进而产生一些安全性问题。燃料电池冷却系统电导率过高主要是散热器等金属零部件的金属离子析出导致的。为了降低燃料电池系统的冷却液电导率，需要在冷却系统中增加去离子装置（例如离子过滤器等），从而来达到燃料电池系统的应用要求。但在实际运行中，冷却系统不断析出大量离子，导致离子过滤器过早失效，需要频繁更换，增加成本。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种低成本的燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统及方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统，包括：
清洗台架，在所述清洗台架内安装有铝制换热器且能被注满去离子水；
去离子水机，用于供给去离子水；
储水箱，所述储水箱的进水口经由补水电磁阀与所述去离子水机的出水口相连，且所述储水箱的出水口连接有补水管，所述补水管与所述清洗台架的进水口相连；
水泵，所述水泵的进水口与所述清洗台架的出水口相连，且所述水泵的出水口与所述补水管相连，以此构成循环系统；
加热器，用于对所述循环系统中的去离子水进行加热；
电导率检测单元，检测所述循环系统中的去离子水的电导率；
温度检测单元，检测所述循环系统中的去离子水的温度；
排水电磁阀，排出所述循环系统中的去离子水；以及
控制单元，与所述补水电磁阀、排水电磁阀、水泵、加热器、电导率检测单元和温度检测单元相连。
根据本发明，能够实现采用高温水清洗换热器，能很好的降低换热器的离子析出且电导率能够满足燃料电池系统的使用，从而提高整个燃料电池系统的绝缘性。
也可以是，本发明中，还包括设于所述储水箱内的液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器相连。
根据本发明，可通过液位传感器检测储水箱内的去离子水是否达到最高水位或低至最低水位，进而有利于控制单元对储水箱的进出水进行控制。
也可以是，本发明中，所述清洗台架还包括排气口，所述排气口经由排气管与所述储水箱相连。
根据本发明，可以通过排气口和排气管排去系统中的气体。
也可以是，本发明中，所述加热器设于所述补水管与所述清洗台架的进水口之间的管路中。
也可以是，本发明中，所述电导率检测单元设于所述清洗台架与所述加热器之间的管路中。
也可以是，本发明中，所述温度检测单元设于所述清洗台架与所述水泵之间的管路中。
另一方面，本发明还提供一种燃料电池铝制换热器降低电导率的方法，包括：
将新加工的铝制的换热器安装在清洗台架之上；
在清洗台架中注满去离子水；
将去离子水加热到50-80℃；
以该加热后的去离子水对换热器进行循环清洗。
根据本发明，采用高温水清洗换热器，能很好的降低换热器的离子析出且电导率能够满足燃料电池系统的使用，从而提高整个燃料电池系统的绝缘性。
也可以是，本发明中，在将去离子水加热之前，以恒定流速的去离子水冲洗数次换热器以去除固体颗粒物。
根据本发明，可以将加工时冷却水管里面的一些毛刺、颗粒物清洗干净。
也可以是，本发明中，在以加热后的去离子水对换热器进行循环清洗后规定时间，通过电导率传感器检测去离子水中的电导率，若检测到的电导率数值小于设定值，且电导率升高率小于设定值，清洗结束；若检测到的电导率数值为设定值以上，进行换水，再次采用加热后的去离子水进行循环清洗。
附图说明
图1示出了本发明燃料电池铝制换热器降低电导率的方法的流程图；
图2示出了本发明燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统的结构示意图；
附图标记：
1、水泵，
2、温度传感器，
3、铝制散热器（换热器），
4、电导率传感器，
5、储水箱，
6、补水电磁阀，
7、外接水源入口，
8、去离子水机，
9、加热器，
10、排水电磁阀，
11、控制器，
12、补水管，
13、排气管。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明的用于燃料电池铝制换热器降低电导率的方法，包括：将新加工的铝制的换热器安装在清洗台架之上；在清洗台架中注满去离子水；将去离子水加热到50-80℃；以该加热后的去离子水对换热器进行循环清洗。采用该方法，能够保证降低换热器的离子析出，达到如今车用要求电导率在5μs/cm，甚至更小。
具体而言，发明人在实际操作过程中首次发现，采取高温水（50-80℃）清洗换热器能够降低换热器的离子析出，从而降低去离子水的电导率。主要是由于高温水清洗，铝在高温水条件下能够很好的形成一层较稳定的保护层，可以更好的防止铝表面的离子析出。因此本发明提出了一种采取高温水清洗换热器降低离子析出的方法。
本发明的采用高温水清洗换热器降低电导率的方法，具体可通过以下一些步骤进行。
首先将新加工的换热器安装在清洗台架之上，将安装换热器的清洗台架注满去离子水，将以恒定流速的去离子水冲洗数次换热器，主要是为了将加工时冷却水管里面的一些毛刺、颗粒物清洗干净。
冲洗完成以后，将清洗系统（后文详述）注满去离子水之后，把去离子水加热到例如60-80℃高温下，经过高温水循环清洗，一段时间之后观察电导率传感器所对应的电导率数值，若当电导率数值小于设定值，且电导率升高率小于设定值，此时清洗结束。电导率传感器可时时检测去离子水中的电导率。
若发现经过高温水清洗一段时间后，通过电导率传感器检测的电导率数值大于设定值，进行换水，再次将水加热到高温下，继续采用高温水循环清洗，按次反复进行高温清洗之后，在电导率小于设定值且电导率升高率小于设定值，将清洗结束。
基于以上方法，发明人还研发了能够实现燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统。
该清洗系统包括图示省略的清洗台架。在该清洗台架内可安装有铝制散热器3。且该且清洗台架能够被注满去离子水。
如图2所示，该清洗系统包括用于供给去离子水的去离子水机8。该去离子水机8可通过外接水源入口7从外部接收水源。
该清洗系统包括还储水箱5。储水箱5的进水口经由补水电磁阀6与去离子水机8的出水口相连，且储水箱5的出水口连接有补水管12，补水管12与清洗台架的进水口相连。进一步地，储水箱5内还设有液位传感器（图示省略），可通过液位传感器检测储水箱5内的去离子水是否达到最高水位或低至最低水位。当储水箱5内的去离子水达到最高水位时可关闭补水电磁阀6，自动停止加水；当储水箱5内的去离子水低至最低水位时可打开补水电磁阀6，自动开始加水。
该清洗系统还包括水泵1。水泵1的进水口与清洗台架的出水口相连，且水泵1的出水口与补水管12相连，以此构成循环系统。
此外，该清洗系统还包括用于对循环系统中的去离子水进行加热的加热器9。如图2所示，在本实施形态中，该加热器9设于补水管12与清洗台架的进水口之间的管路中。可通过该加热器对循环系统中的去离子水进行加热，以达到所需温度，例如50-80℃。
另外，该清洗系统还包括用于检测循环系统中的去离子水的电导率的电导率检测单元，例如可以是电导率传感器4。如图2所示，在本实施形态中，该电导率传感器4设于清洗台架与加热器9之间的管路中，但本发明不限于此，只要能实时检测循环系统中的去离子水的电导率即可。
该清洗系统还包括用于检测循环系统中的去离子水的温度的温度检测单元，例如可以是温度传感器2。如图2所示，在本实施形态中，该温度传感器2可设于清洗台架与水泵1之间的管路中，但本发明不限于此，只要能实时检测循环系统中的去离子水的温度即可。
还如图2所示，该清洗系统还包括用于排出循环系统中的去离子水的排水电磁阀10。在本实施形态中，排水电磁阀10可与加热器9相连，以排出流经加热器9处的去离子水。
此外，如图2中的虚线所示，该清洗系统还包括与补水电磁阀6、排水电磁阀10、水泵1、加热器9、电导率传感器4和温度传感器2相连以进行通信的控制单元，即图2所示的控制器11。控制器11还与储水箱5内的液位传感器相连。控制器11可接收来自电导率传感器4和温度传感器2的电导率信息和温度信息，以及来自液位传感器的液位信息。控制器11可控制补水电磁阀6、排水电磁阀10、水泵1、加热器9各自的工作。
还如图2所示，清洗台架还包括排气口，排气口可经由排气管13与储水箱5相连。可以通过排气口和排气管排去系统中的气体。
以下进一步说明上述清洗系统的具体工作过程的一个示例：
对铝制散热器3进行开始清洗，先关闭排水电磁阀10，打开去离子水机8和补水电磁阀6，将整个循环系统充满去离子水，直到达到储水箱5最高水位时自动停止加水，同时间接性打开水泵1，通过散热器排气管排去系统中的气体，然后打开加热器9对清洗系统中的去离子水进行加热到设定的温度（例如60-80℃），通过温度传感器2检测，开始清洗铝制散热器，通过电导率传感器4来观察电导率的变化，当去离子水中电导率达到电导率设定值，加热器9关闭，排水电磁阀10打开，排水完成后，补水电磁阀6开启，排水电磁阀10关闭，进行对清洗系统中补给新的去离子水，进行下一个清洗循环过程。
本发明采用高温水清洗换热器，能很好的降低换热器的离子析出且电导率能够满足燃料电池系统的使用，从而提高整个燃料电池系统的绝缘性。
在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种燃料电池铝制换热器降低电导率的清洗系统，其特征在于，包括：
清洗台架，在所述清洗台架内安装有铝制换热器且能被注满去离子水；
去离子水机，用于供给去离子水；
储水箱，所述储水箱的进水口经由补水电磁阀与所述去离子水机的出水口相连，且所述储水箱的出水口连接有补水管，所述补水管与所述清洗台架的进水口相连；
水泵，所述水泵的进水口与所述清洗台架的出水口相连，且所述水泵的出水口与所述补水管相连，以此构成循环系统；
加热器，对所述循环系统中的去离子水进行加热；
电导率检测单元，检测所述循环系统中的去离子水的电导率；
温度检测单元，检测所述循环系统中的去离子水的温度；
排水电磁阀，排出所述循环系统中的去离子水；以及
控制单元，与所述补水电磁阀、排水电磁阀、水泵、加热器、电导率检测单元和温度检测单元相连。
2.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，还包括设于所述储水箱内的液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器相连。
3.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述清洗台架还包括排气口，所述排气口经由排气管与所述储水箱相连。
4.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述加热器设于所述补水管与所述清洗台架的进水口之间的管路中。
5.根据权利要求4所述的清洗系统，其特征在于，所述电导率检测单元设于所述清洗台架与所述加热器之间的管路中。
6.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述温度检测单元设于所述清洗台架与所述水泵之间的管路中。
7.一种燃料电池铝制换热器降低电导率的方法，其特征在于，包括：
将新加工的铝制的换热器安装在清洗台架之上；
在清洗台架中注满去离子水；
将去离子水加热到50-80℃；
以该加热后的去离子水对换热器进行循环清洗。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将去离子水加热之前，以恒定流速的去离子水冲洗数次换热器以去除固体颗粒物。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在以加热后的去离子水对换热器进行循环清洗后规定时间，通过电导率传感器检测去离子水中的电导率，若检测到的电导率数值小于设定值，且电导率升高率小于设定值，清洗结束；若检测到的电导率数值为设定值以上，进行换水，再次采用加热后的去离子水进行循环清洗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190712 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |