CN113013442B - 燃料电池系统、循环冷却系统及其温度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种循环冷却系统，用于控制燃料电池的温度，循环冷却系统包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第一热交换装置与第二热交换装置。第一循环回路连通于燃料电池，第一循环回路通过其内填充的液体以控制燃料电池的温度；第二循环回路与第三循环回路内亦填充液体；第一热交换装置设置于第一循环回路与第二循环回路之间，用于交换第一循环回路与第二循环回路的热量；第二热交换装置设置于第二循环回路与第三循环回路之间，用于交换第二循环回路与第三循环回路的热量。借此，本发明之循环冷却系统可以精准控制调节燃料电池的工作温度，保证燃料电池的工作性能。

Description

燃料电池系统、循环冷却系统及其温度控制方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是关于一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的高效率低污染发电装置，其不需要经过燃烧过程。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

具体而言，燃料电池能够在没有转换为机械能的中间步骤的情况下通过基于燃料和氧化剂的电化学氧化还原反应直接产生电能。此电化学反应为放热反应，因此，会使得燃料电池温度升高。为了保护燃料电池的各个组件，保证燃料电池的工作效率，由电化学反应释放的热量必须被耗散。并且，燃料电池还应控制在一定温度范围内工作(例如70℃～80℃之间)，保证燃料电池的工作效率与稳定性。

目前，是借助于燃料电池中流过的热传导流体的单一循环回路来吸收热量，并控制燃料电池的工作温度，后续再将吸收的热量耗散到环境空气中。此种控温方式无法精准控制燃料电池的工作温度，影响燃料电池的工作效率。此外，循环回路的温度波动过于依赖外界坏境空气温度，导致循环回路的温差过大，也就是燃料电池的循环水温度受外循环水影响较大，会影响燃料电池的工作效率。

因此，本发明的主要目的在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以精准控制燃料电池的工作温度，保证燃料电池的工作性能。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以改善循环回路中的循环水温度波动受外循环水影响较大的问题。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池系统、循环冷却系统以及循环冷却系统的温度控制方法，其可以将燃料电池循环水的温度差控制在±1℃以内波动，保证燃料电池的工作性能。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明提供一种循环冷却系统，用于控制燃料电池的工作温度。此循环冷却系统包括第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第一热交换装置与第二热交换装置。

第一循环回路连通于燃料电池，并通过其内填充的液体以控制燃料电池的温度。第二循环回路与第三循环回路内亦填充有液体。第一热交换装置设置于第一循环回路与第二循环回路之间，其用于交换第一循环回路与第二循环回路的热量。第二热交换装置设置于第二循环回路与第三循环回路之间，其用于交换第二循环回路与第三循环回路的热量。

在一些实施例中，第一循环回路上设置有一第一温度传感器、一第二温度传感器、一第一水泵与一第一流量传感器，第一温度传感器用于监测第一循环回路连通燃料电池的出口处的温度，第二温度传感器用于监测第一循环回路连通燃料电池的入口处的温度，第一水泵用于调节第一循环回路内的液体流量，第一流量传感器用于监测第一循环回路内的液体流量。第二循环回路上设置有一第三温度传感器、一第四温度传感器、一第二水泵与一第二流量传感器，第三温度传感器用于监测第二循环回路连通第一热交换装置的入口处的温度，第四温度传感器用于监测第二循环回路连通第一热交换装置的出口处的温度，第二水泵用于调节第二循环回路内的液体流量，第二流量传感器用于监测第二循环回路内的液体流量。

在一些实施例中，第二循环回路具有主通路、第一支路与第二支路，第三温度传感器、第四温度传感器、第二水泵、第二流量传感器与第一热交换装置皆位于主通路上，第二热交换装置位于第二支路上，第二循环回路上设置有三通道切换阀，三通道切换阀的三个接口分别连接主通路、第一支路与第二支路，用于控制主通路的液体流入第一支路和第二支路的流量。

在一些实施例中，第二循环回路上设置有一加热装置，用于加热第二循环回路内的液体。

在一些实施例中，循环冷却系统还包括一补液装置，连通于第一循环回路与第二循环回路，以向第一循环回路与第二循环回路输送液体。

在一些实施例中，第一循环回路内的液体流动方向与第二循环回路内的液体流动方向相同。

在一些实施例中，第一循环回路内的液体与第二循环回路内的液体皆是去离子液体。

在一些实施例中，第一热交换装置与第二热交换装置皆是板式热换器。

本发明还提供一种燃料电池系统，其包括：

一燃料电池；以及

一循环冷却系统，用于控制所述燃料电池的温度，所述循环冷却系统包括：

一第一循环回路，连通于所述燃料电池，所述第一循环回路是通过所述第一循环回路内填充的液体，以控制所述燃料电池的温度；

一第一热交换装置；

一第二循环回路，所述第二循环回路内亦填充液体，所述第一热交换装置设置于所述第一循环回路与所述第二循环回路之间，其用于交换所述第一循环回路与所述第二循环回路的热量；

一第二热交换装置；以及

一第三循环回路，所述第三循环回路内亦填充液体，所述第二热交换装置设置于所述第二循环回路与所述第三循环回路之间，其用于交换所述第二循环回路与所述第三循环回路的热量。

本发明还提供一种循环冷却系统的温度控制方法。此温度控制方法的步骤为：

提供一第一循环回路、一第二循环回路、一第三循环回路、一第一热交换装置以及一第二热交换装置，所述第一循环回路连通于一燃料电池，所述第一循环回路是通过所述第一循环回路内填充的液体，以控制所述燃料电池的温度，所述第二循环回路与所述第三循环回路内亦填充液体，所述第一热交换装置设置于所述第一循环回路与所述第二循环回路之间，其用于交换所述第一循环回路与所述第二循环回路的热量，所述第二热交换装置设置于所述第三循环回路与所述第二循环回路之间，其用于交换所述第二循环回路与所述第三循环回路的热量；

当燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度的差值大于预设温度范围时，增大第一循环回路内填充的液体与第二循环回路内填充的液体的流量；以及

当燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度的差值小于预设温度范围时，减小第一循环回路内填充的液体与第二循环回路内填充的液体的流量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并非用于限定本发明的实施方式仅限于此，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括：

图1是本发明循环冷却系统的结构示意图；

图2是本发明燃料电池系统的框架示意图；以及

图3是本发明循环冷却系统的温度控制方法的流程示意图。

附图标注：1-燃料电池系统；10-循环冷却系统；110-第一循环回路；111-第一温度传感器；112-第二温度传感器；113-第一水泵；114-第一流量传感器；120-第二循环回路；121-第三温度传感器；122-第四温度传感器；123-第二水泵；124-第二流量传感器；125-主通路；126-第一支路；127-第二支路；128-三通道切换阀；129-加热装置；130-第三循环回路；140-第一热交换装置；141-第一热交换装置的入口；142-第一热交换装置的出口；150-第二热交换装置；160-补液装置；20-燃料电池；210-燃料电池的入口；220-燃料电池的出口。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

请参阅图1，图1是本发明循环冷却系统10的结构示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提供一种循环冷却系统10，用于控制燃料电池20的温度。如图1中所示，循环冷却系统10包括第一循环回路110、第二循环回路120、第三循环回路130、第一热交换装置140以及第二热交换装置150。

第一循环回路110、第二循环回路120与第三循环回路130是并列设置，且此三个循环回路内皆填充有液体，三个循环回路不会互相连通。第一循环回路110连通于燃料电池20，通过其内填充的液体来控制燃料电池20的温度。换言之，第一循环回路110内的液体通过燃料电池20的入口210流入燃料电池20，接着由燃料电池20的出口220流出燃料电池20，在此过程中，液体可带走燃料电池20工作产生的热量，或是对燃料电池20进行加热。

第一热交换装置140设置于第一循环回路110与第二循环回路120之间，其相对两侧分别连通第一循环回路110与第二循环回路120，用于交换第一循环回路110与第二循环回路120的热量。也就是，第一热交换装置140可以交换第一循环回路110内的液体与第二循环回路120内的液体的热量。

第二热交换装置150设置于第二循环回路120与第三循环回路130之间，其相对两侧分别连通第二循环回路120与第三循环回路130，用于交换第二循环回路120与第三循环回路130的热量。也就是，第二热交换装置150可以交换第二循环回路120内的液体与第三循环回路130内的液体的热量。

循环冷却系统10通过第一热交换装置140将燃料电池20产生的热量传递至第二循环回路120，通过第二热交换装置150将第二循环回路120的热量传递至第三循环回路130，实现循序渐进的热量传递，以更为精准的控制燃料电池20工作时的温度，使得燃料电池20的入口210处与出口220处的温度差波动更小，保证燃料电池20的工作性能。

图1中所示箭头方向为液体的流动方向。第一循环回路110、第二循环回路120与第三循环回路130内的液体流向相同，都是逆时针流动。如此一来，流经第一热交换装置140的第一循环回路110液体与第二循环回路120液体形成逆流，流经第二热交换装置150的第二循环回路120液体与第三循环回路130液体形成逆流，有助于提升第一热交换装置140与第二热交换装置150的传热能力。在其他实施例中，第一循环回路110与第二循环回路120的液体流向可以不同，则流经第一热交换装置140的第一循环回路110液体与第二循环回路120液体形成顺流，避免第一热交换装置140的同侧温度过高。

在一实施例中，如图1中所示，第一循环回路110上设置有第一温度传感器111、第二温度传感器112、第一水泵113与第一流量传感器114。换言之，沿液体从燃料电池20的出口220流向燃料电池20的入口210的流动方向，依序设置有第二温度传感器112、第一水泵113、第一流量传感器114以及第一温度传感器111。第一温度传感器111用于监测第一循环回路110连通燃料电池20的出口220处的温度T1。第二温度传感器112用于监测第一循环回路110连通燃料电池20的入口210处的温度T2。第一水泵113用于调节第一循环回路110内的液体流量。第一流量传感器114用于监测第一循环回路110内的液体流量。

第二循环回路120上设置有第三温度传感器121、第四温度传感器122、第二水泵123与第二流量传感器124。换言之，沿第二循环回路120内的液体流动方向从第一热交换装置140起，依序设置第四温度传感器122、第二水泵123、第二流量传感器124与第三温度传感器121。第三温度传感器121用于监测第二循环回路120连通第一热交换装置140的入口141处的温度T3，第四温度传感器122用于监测第二循环回路120连通第一热交换装置140的出口142处的温度T4，第二水泵123用于调节第二循环回路120内的液体流量，第二流量传感器124用于监测第二循环回路120内的液体流量。

上述各元件的位置关系不限于此。第一温度传感器111、第二温度传感器112、第一水泵113与第一流量传感器114只需设置在第一循环回路110上，第三温度传感器121、第四温度传感器122、第二水泵123与第二流量传感器124只需设置在第二循环回路120上，起到相对应的功能即可。

进一步说明，第二循环回路120具有主通路125、第一支路126与第二支路127。第三温度传感器121、第四温度传感器122、第二水泵123、第二流量传感器124与第一热交换装置140皆位于第二循环回路120的主通路125上。第二热交换装置150位于第二支路127上。第二循环回路120上设置有三通道切换阀128，三通道切换阀128的三个接口分别连接主通路125、第一支路126与第二支路127，用于控制主通路125的液体流入第一支路126和第二支路127的流量。

具体来讲，当燃料电池20处在工作状态下，释放了大量热量，也就是第二温度传感器112监测到的温度T2大于第一温度传感器111监测到的温度T1时，第一循环回路110内的液体流经燃料电池20吸收热量，温度升高，从燃料电池20的出口220流出。接着，液体流过第一热交换装置140，与第二循环回路120内的液体交换热量，温度降低。为了使燃料电池20能够在温度较为恒定的情况下进行散热，增大第一水泵113与第二水泵123的转速，提升第一循环回路110内的液体流量与第二循环回路120内的液体流量，使得温度T1与温度T2的温差逐渐变小。并且，可以通过三通道切换阀128增大流向第二支路127的液体流量，增大第二循环回路120通过第二热交换装置150与第三循环回路130发生热量交换的液体流量，来减小温度T3，进而达到减小燃料电池20的出口220温度T2的效果，使得温度T1与温度T2的温差更小。

当燃料电池20低温启动(或冷启动)时，第一循环回路110内的液体流经燃料电池20会对其加热，帮助燃料电池20启动。接着，液体从燃料电池20的出口220流出，流过第一热交换装置140时，与第二循环回路120内的液体交换热量，温度升高。为了使燃料电池20能够在温度较为恒定的情况下被加热，减小第一水泵113与第二水泵123的转速，降低第一循环回路110内的液体流量与第二循环回路120内的液体流量，使得温度T1与温度T2的温差逐渐变小。并且，可以通过三通道切换阀128减小流向第二支路127的液体流量，来增大温度T3，进而达到增大燃料电池20的出口220温度T2的效果，使得温度T1与温度T2的温差更小。

此外，由于第三循环回路130是一个外循环水路，其温度大致等同于外界坏境空气温度，也就是说，第三循环回路130的温度是跟随外界温度而变化。例如，在夏天，第三循环回路130的温度较高，到了冬天，第三循环回路130的温度较低，夏天与冬天之间的温度差，会导致第二循环回路120进入第一热交换装置140的液体温度T3较大程度的受到外界温度影响，进而影响到第一循环回路内的液体的温度T1、T2。也就是说，整个循环冷却系统10较大程度的受到外界温度影响，无法良好地控制燃料电池20的工作温度。

因此，通过在第二循环回路120上设置加热装置129，以加热第二循环回路120内的液体，提升流入第一热交换装置140的液体温度T3，使得第一热交换装置140的热交换能力处于一个稳定范围。也就是说，第二循环回路120进入第一热交换装置140的液体温度T3就不会较大程度的受到外界温度影响，避免第一热交换装置140的热交换能力发生过大变化，有助于将燃料电池20的工作温度差稳定在±1℃范围内，提升燃料电池20的工作性能与稳定性。在一实施例中，加热装置129是位于第二循环回路120的主通路125上，其根据预设温度调节自身功率，消除第一热交换装置140产生的对数温差影响。在一实施例中，加热装置129可加热液体温度到使得第一热交换装置140的热交换能力满足T2-T1小于1℃，使得燃料电池20处于温度较为恒定的情况下进行散热或被加热。

在一实施例中，如图1中所示，循环冷却系统10还包括补液装置160。补液装置160连通于第一循环回路110与第二循环回路120，用以向第一循环回路110与第二循环回路120输送液体，确保第一循环回路110与第二循环回路120内有足够的液体流动。一般而言，补液装置160输送的液体为去离子液体或50％乙二醇溶液等。

在一实施例中，循环冷却系统10还可包括离子浓度传感器(图未示)，设置于第一循环回路110上，用于检测第一循环回路110内的液体的离子浓度。当检测到液体的离子浓度过高时，需要进行去离子化操作，避免影响到燃料电池20的性能。

在一实施例中，第一循环回路110内的液体与第二循环回路120内的液体皆是去离子水。使用去离子水作为燃料电池20的循环冷却水，可以避免影响燃料电池20的工作性能。不过本案不限于此。第一循环回路110内的液体与第二循环回路120内的液体亦可使用其它热传导液体。

在一实施例中，第一热交换装置140与第二热交换装置150皆是板式热换器，其换热效率高、热损失小。不过本案不限于此。第一热交换装置140与第二热交换装置150亦可采用其它类型的换热器。

结合图1请参阅图2，图2是本发明燃料电池系统1的框架示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的又一实施例进一步提供一种燃料电池系统1。如图中所示，燃料电池系统1包括燃料电池20以及循环冷却系统10。循环冷却系统10用于控制燃料电池20的温度，其包括第一循环回路110、第二循环回路120、第三循环回路130、第一热交换装置140以及第二热交换装置150。

第一循环回路110、第二循环回路120与第三循环回路130是并列设置，且其内部填充有液体，此三个循环回路不会互相连通。第一循环回路110连通于燃料电池20，通过其内填充的液体来控制燃料电池20的温度。换言之，第一循环回路110内的液体通过燃料电池20的入口210流入燃料电池20，接着由燃料电池20的出口220流出燃料电池20，在此过程中，液体可带走燃料电池20工作产生的热量，或是对燃料电池20进行加热。

第一热交换装置140设置于第一循环回路110与第二循环回路120之间，其相对两侧分别连通第一循环回路110与第二循环回路120，用于交换第一循环回路110与第二循环回路120的热量。也就是，第一热交换装置140可以交换第一循环回路110内的液体与第二循环回路120内的液体的热量。

第二热交换装置150设置于第二循环回路120与第三循环回路130之间，其相对两侧分别连通第二循环回路120与第三循环回路130，用于交换第二循环回路120与第三循环回路130的热量。也就是，第二热交换装置150可以交换第二循环回路120内的液体与第三循环回路130内的液体的热量。

循环冷却系统10通过第一热交换装置140将燃料电池20产生的热量传递至第二循环回路120，通过第二热交换装置150将第二循环回路120的热量传递至第三循环回路130，实现循序渐进的热量传递，以更为精准的控制燃料电池20工作时的温度，使得燃料电池20的入口210处与出口220处的温度差波动更小，保证燃料电池20的工作性能。

结合图1请参阅图3，图3是本发明循环冷却系统10的温度控制方法的流程示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的另一实施例进一步提供一种循环冷却系统10的温度控制方法，以控制燃料电池20的工作温度。在本实施例中，此温度控制方法主要是用于前述图1中的循环冷却系统10。图1中的循环冷却系统10包括第一循环回路110、第二循环回路120、第三循环回路130、第一热交换装置140以及第二热交换装置150。

第一循环回路110、第二循环回路120与第三循环回路130是并列设置，并且此三个循环回路不会互相连通。第一循环回路110连通于燃料电池20，通过其内填充的液体来控制燃料电池20的温度。换言之，第一循环回路110内的液体通过燃料电池20的入口210流入燃料电池20，接着由燃料电池20的出口220流出燃料电池20，在此过程中，液体可带走燃料电池20工作产生的热量，或是对燃料电池20进行加热。

第一热交换装置140设置于第一循环回路110与第二循环回路120之间，其相对两侧分别连通第一循环回路110与第二循环回路120，用于交换第一循环回路110与第二循环回路120的热量。也就是，第一热交换装置140可以交换第一循环回路110内的液体与第二循环回路120内的液体的热量。

第二热交换装置150设置于第二循环回路120与第三循环回路130之间，其相对两侧分别连通第二循环回路120与第三循环回路130，用于交换第二循环回路120与第三循环回路130的热量。也就是，第二热交换装置150可以交换第二循环回路120内的液体与第三循环回路130内的液体的热量。

如图3所示，此温度控制方法步骤如下：

S1：监测温度。也就是使用第一温度传感器111监测燃料电池20的入口210处的温度T1，使用第二温度传感器112监测燃料电池20的出口220处的温度T2，使用第三温度传感器121监测第二循环回路120连通第一热交换装置140的入口141处的温度T3，使用第四温度传感器122监测第二循环回路120连通第一热交换装置140的出口142处的温度T4。

S2：判断T1与T2的温差与预设温度范围的大小关系。确认第一水泵113、第二水泵123、三通道切换阀128等元件该执行何种操作。

进一步地，当判断T2-T1的温差大于预设温度范围时，会执行步骤S201，增大第一水泵113与第二水泵123的转速，提升第一循环回路110内的液体流量与第二循环回路120内的液体流量，使得温度T1与温度T2的温差逐渐变小。进一步说明，还可以通过设置三通道切换阀128，增大流向第二支路127的液体流量，来减小温度T3，进而减小燃料电池20的出口220温度T2，使得温度T1与温度T2的温差更小，让燃料电池20处于温度较为恒定的情况下散热。此外，还可以通过设置加热装置129，根据预设温度范围以及实际温差调节加热装置129的功率，消除第一热交换装置140产生的对数温差问题，避免循环冷却系统10较大程度的受到外界温度影响。

当判断T2-T1的温差小于预设温度范围时，会执行步骤S202，减小第一水泵113与第二水泵123的转速，降低第一循环回路110内的液体流量与第二循环回路120内的液体流量，使得温度T1与温度T2的温差逐渐变小。进一步说明，还可以通过三通道切换阀128减小流向第二支路127的液体流量，来增大温度T3，进而增大燃料电池20的出口220温度T2，使得温度T1与温度T2的温差更小，让燃料电池20处于温度较为恒定的情况下被加热。此外，还可以通过设置加热装置129，根据预设温度范围以及实际温差调节加热装置129的功率，消除第一热交换装置140产生的对数温差问题，避免循环冷却系统10较大程度的受到外界温度影响。

综上所述，利用本发明所提供之燃料电池系统1、循环冷却系统10以及循环冷却系统10的温度控制方法，借由三种循环回路之设置，可以精准控制燃料电池20的工作温度，保证燃料电池20的工作性能；借助三通道切换阀128之设置，可进一步缩小燃料电池20的工作温度差；借助第二循环回路120上的加热装置129之设置，可以改善整个循环冷却系统10过于依赖外界坏境空气温度的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种循环冷却系统，用于控制一燃料电池的温度，其特征在于，所述循环冷却系统包括：

一第一循环回路，连通于所述燃料电池，所述第一循环回路是通过所述第一循环回路内填充的液体，以控制所述燃料电池的温度；

一第一热交换装置；

一第二循环回路，所述第二循环回路内亦填充液体，所述第一热交换装置设置于所述第一循环回路与所述第二循环回路之间，其用于交换所述第一循环回路与所述第二循环回路的热量；所述第二循环回路具有主通路、第一支路与第二支路，所述第一热交换装置位于所述主通路上；所述第二循环回路上设置有三通道切换阀，所述三通道切换阀的三个接口分别连接所述主通路、所述第一支路与所述第二支路；

一第二热交换装置，所述第二热交换装置位于所述第二循环回路的所述第二支路上；

一第三循环回路，所述第三循环回路内亦填充液体，为外循环水路，其温度随外界温度而变化；所述第二热交换装置设置于所述第二循环回路与所述第三循环回路之间，用于交换所述第二循环回路与所述第三循环回路的热量；以及

一加热装置，其位于所述第二循环回路的主通路上，用于加热所述第二循环回路内的液体，其中所述加热装置被设置能够根据预设温度调节自身功率，以消除所述第一热交换装置产生的对数温差影响；

其中：所述第二循环回路的所述主通路上设置有一第三温度传感器、一第四温度传感器、一第二水泵与一第二流量传感器，所述第三温度传感器用于监测所述第二循环回路连通所述第一热交换装置的入口处的温度，所述第四温度传感器用于监测所述第二循环回路连通所述第一热交换装置的出口处的温度，所述第二水泵用于调节所述第二循环回路内的液体流量，所述第二流量传感器用于监测所述第二循环回路内的液体流量；所述三通道切换阀用于控制所述主通路的液体流入所述第一支路和所述第二支路的流量，从而使得所述三通道切换阀能够在燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度之间的温差大于预设温度范围时，通过增大流向所述第二支路的液体流量，增大所述第二循环回路通过所述第二热交换装置与所述第三循环回路发生热交换的液体流量，从而使燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度的温差更小。

2.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述第一循环回路上设置有一第一温度传感器、一第二温度传感器、一第一水泵与一第一流量传感器，所述第一温度传感器用于监测所述第一循环回路连通所述燃料电池的出口处的温度，所述第二温度传感器用于监测所述第一循环回路连通所述燃料电池的入口处的温度，所述第一水泵用于调节所述第一循环回路内的液体流量，所述第一流量传感器用于监测所述第一循环回路内的液体流量。

3.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述循环冷却系统还包括一补液装置，连通于所述第一循环回路与所述第二循环回路，以向所述第一循环回路与所述第二循环回路输送液体。

4.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述第一循环回路内的液体流动方向与所述第二循环回路内的液体流动方向相同。

5.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述第一循环回路内的液体与所述第二循环回路内的液体皆是去离子液体。

6.如权利要求1所述的循环冷却系统，其特征在于，所述第一热交换装置与所述第二热交换装置皆是板式热换器。

7.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括：

一燃料电池；以及

一循环冷却系统，用于控制所述燃料电池的温度，所述循环冷却系统包括：

一第一循环回路，连通于所述燃料电池，所述第一循环回路是通过所述第一循环回路内填充的液体，以控制所述燃料电池的温度；

一第一热交换装置；

一第二循环回路，所述第二循环回路内亦填充液体，所述第一热交换装置设置于所述第一循环回路与所述第二循环回路之间，其用于交换所述第一循环回路与所述第二循环回路的热量；所述第二循环回路具有主通路、第一支路与第二支路，所述第一热交换装置位于所述主通路上；所述第二循环回路上设置有三通道切换阀，所述三通道切换阀的三个接口分别连接所述主通路、所述第一支路与所述第二支路；

一第二热交换装置，所述第二热交换装置位于所述第二循环回路的所述第二支路上；

一第三循环回路，所述第三循环回路内亦填充液体，为外循环水路，其温度随外界温度而变化；所述第二热交换装置设置于所述第二循环回路与所述第三循环回路之间，用于交换所述第二循环回路与所述第三循环回路的热量；以及

一加热装置，其位于所述第二循环回路的主通路上，用于加热所述第二循环回路内的液体，其中所述加热装置被设置能够根据预设温度调节自身功率，以消除所述第一热交换装置产生的对数温差影响；

其中：所述第二循环回路的所述主通路上设置有一第三温度传感器、一第四温度传感器、一第二水泵与一第二流量传感器，所述第三温度传感器用于监测所述第二循环回路连通所述第一热交换装置的入口处的温度，所述第四温度传感器用于监测所述第二循环回路连通所述第一热交换装置的出口处的温度，所述第二水泵用于调节所述第二循环回路内的液体流量，所述第二流量传感器用于监测所述第二循环回路内的液体流量；所述三通道切换阀用于控制所述主通路的液体流入所述第一支路和所述第二支路的流量，从而使得所述三通道切换阀能够在燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度之间的温差大于预设温度范围时，通过增大流向所述第二支路的液体流量，增大所述第二循环回路通过所述第二热交换装置与所述第三循环回路发生热交换的液体流量，从而使燃料电池的出口处的温度与燃料电池的入口处的温度的温差更小。

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