CN116914181A - 具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法，该均热板包括具有内腔的壳体，壳体的内腔包括第二区域以及位于第二区域两侧的第一区域和第三区域，第一区域和第三区域靠近壳体的内壁面设置，第一区域和第三区域内均设置有吸液芯，第二区域内填充满冷却介质，壳体从第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；吸液芯吸收热量传送至冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与散热元件进行换热。该具有蒸汽腔的均热板应用到燃料电池上，由于均热板具有高效传热能力，能够让燃料电池在工作过程中所产生局部热点的热量迅速传递至整块加热的均热板上，确保燃料电池内的温度均匀性。
Description
技术领域
本申请涉及氢燃料电池技术领域，尤其涉及一种具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法。
背景技术
氢燃料电池是以氢气为燃料的燃料电池。质子交换膜燃料电池PEMFC是以质子为导电离子，以质子交换膜为电解质的氢燃料电池，具有启动温度低、可快速启动、环保零碳等一系列的优点。因此目前质子交换膜燃料电池PEMFC在交通运输、储能备用电源等领域广泛应用。
质子交换膜燃料电池电堆主要是由膜电极组件、双极板和密封结构组成。膜电极组件由质子交换膜、气体扩散层和催化层组成。质子交换膜燃料电池PEMFC对温度十分敏感，温度对电化学反应及其输出特性影响较大。当前投入应用的大部分质子交换膜燃料电池PEMFC的工作温度在60℃~90℃，温度过低时电化学反应速率较低，质子交换膜燃料电池PEMFC性能也会受限；温度过高时一方面会使质子交换膜干涸失水，阻碍质子传导与导电，另一方面会使质子膜玻璃化，导致质子膜老化损坏。同时，质子交换膜燃料电池PEMFC对电堆温度均一性要求较高，各个单电池之间的温度差异会降低PEMFC的稳定性和耐久性。
质子交换膜燃料电池PEMFC在工作时，空气和氢气分别通入阴极和阳极，两种气体分别在两极的催化层上发生还原和氧化反应。其中，氢气在催化剂作用下解离为氢离子（H+）和电子(e-)，氢离子经过质子交换膜到达电池的阴极，电子则经过外电路到达阳极；氧气在催化剂的作用下与通过质子膜的氢离子和外电路流入的电子结合生成水，而外电路由于电子通过而形成电流。
氢燃料电池在工作中由于存在活化极化、欧姆极化和浓差极化，从而导致氢燃料电池在工作中有相当一部分的能量以热量的形式散失。因此在燃料电池启动和运行的不同阶段对燃料电池采取合适的热管理策略显得极其重要。在燃料电池启动时，为使燃料电池尽快启动，应尽快使燃料电池温度升高至工作温度；在燃料电池运行过程中则需要尽快将燃料电池所产生的热量转移出电堆。
质子交换膜燃料电池PEMFC热管理的内容是电池内热量的生成与传递、温度场分布和冷却方式，目的是促使整个电池吸放热平衡在某温度值，整个电池温度场分布均一。电池的热平衡主要取决于冷却方式、冷却剂种类、流量等因素和电池运行工况的匹配。
目前，质子交换膜燃料电池PEMFC热管理的方式主要有空气强制对流冷却、冷却介质流动换热方式。空气对流冷却所需的较高的风速和较大的冷却面积决定了空气对流型的质子交换膜燃料电池PEMFC只适用于小功率的电堆，无法在大功率电堆上适用。而对于大功率质子交换膜燃料电池PEMFC，一般采用液体冷却的方式对燃料电池进行冷却，典型的热管理系统示意图如图6所示。即在氢燃料电池工作时，通过水泵将冷却水输送至燃料电池电堆中，对燃料电池电堆进行冷却，燃料电池通过与水强制对流将热量传递至冷却水中，经过燃料电池加热的冷却水由泵送出至散热器由空气进行强制对流散热，冷却后的冷却水由水泵泵入冷却水箱，而后进行循环。此方式对电堆实现冷却存在的问题有：一是每片膜电极单独的冷却介质输入输出，无法对不同膜电极温度进行均一化控制；二是单片膜电极上随着流体的流动在流动的路径上由于各处的温差不一致，导致单个膜电极上温差较大，无法解决单片膜电极的热点区域问题；三是冷却介质通过水泵进行循环，造成了氢燃料电池额外的寄生功耗，进一步降低了氢燃料电池供电效率。
发明内容
本申请实施例提供了一种具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法，用于解决现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
一方面，提供了一种具有蒸汽腔的均热板，包括具有内腔的壳体，所述壳体的内腔包括第二区域以及位于所述第二区域两侧的第一区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域靠近所述壳体的内壁面设置，所述第一区域和所述第三区域内均设置有吸液芯，所述第二区域内填充满冷却介质，所述壳体从所述第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；所述吸液芯吸收热量传送至所述冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热。
优选地，所述壳体包括支撑结构，所述支撑结构自所述第一区域的外表面穿过所述第二区域向所述第三区域延伸。
优选地，所述支撑结构包括弹性元件，所述弹性元件的第一端与所述第一区域的外表面抵接，所述弹性元件的第二端与所述第三区域的外表面抵接。
优选地，所述冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种。
优选地，所述冷却介质的工作沸点为60℃~85℃。
优选地，该具有蒸汽腔的均热板包括沸腾端和冷凝端，所述壳体通过管道与内腔之间的分界处分为所述沸腾端和所述冷凝端。
优选地，所述散热元件为翅片。
另一方面，提供了一种燃料电池的热管理装置，包括控制器、冷却存储器、驱动元件和燃料电池电堆，所述燃料电池电堆的每个单电池上均设置有均热板，所述控制器分别与所述驱动元件和所述燃料电池电堆连接，所述冷却存储器用于存储冷却介质，所述控制器控制所述驱动元件将所述冷却存储器的冷却介质注入所述均热板或将所述均热板的冷却介质抽回至所述冷却存储器。
优选地，所述均热板包括具有内腔的壳体，所述壳体的内腔包括第二区域以及位于所述第二区域两侧的第一区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域靠近所述壳体的内壁面设置，所述第一区域和所述第三区域内均设置有吸液芯，所述第二区域内填充满冷却介质，所述壳体从所述第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；所述吸液芯吸收热量传送至所述冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热。
优选地，所述壳体包括支撑结构，所述支撑结构自所述第一区域的外表面穿过所述第二区域向所述第三区域延伸；所述支撑结构包括弹性元件，所述弹性元件的第一端与所述第一区域的外表面抵接，所述弹性元件的第二端与所述第三区域的外表面抵接。
优选地，所述冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种，所述冷却介质的工作沸点为60℃~85℃。
优选地，所述均热板包括沸腾端和冷凝端，所述壳体通过管道与内腔之间的分界处分为所述沸腾端和所述冷凝端；所述散热元件为翅片。
再一方面，提供了一种燃料电池的热管理方法，应用于上述所述的燃料电池的热管理装置上，该热管理方法包括以下步骤：
获取燃料电池的热管理装置的控制指令；
若所述控制指令为启动指令，通过控制器控制燃料电池电堆工作并及实时获取燃料电池电堆的电池温度数据；根据实时获取的所述电池温度数据持续上升，采用控制器控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入所述燃料电池电堆的每个均热板中；
若所述电池温度数据达到电池工作温度，采用控制器控制所述驱动元件停止工作，将所述燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至所述均热板并通过所述均热板将该热量与散热元件进行换热，以使所述燃料电池电堆内电池的温度均一性。
优选地，该燃料电池的热管理方法，包括：
若所述控制指令为停止指令，通过控制器控制所述驱动元件将所述均热板的冷却介质抽回至所述冷却存储器中。
优选地，将所述燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至所述均热板并通过所述均热板将该热量与散热元件进行换热包括：
通过所述均热板的吸液芯吸收热量传送至冷却介质并对其加热；
冷却介质因吸收热量后产生蒸汽，蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热，得到冷凝液体；
所述冷凝液体通过管道回流至所述均热板的第二区域中。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：该具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法，该具有蒸汽腔的均热板，包括具有内腔的壳体，壳体的内腔包括第二区域以及位于第二区域两侧的第一区域和第三区域，第一区域和第三区域靠近壳体的内壁面设置，第一区域和第三区域内均设置有吸液芯，第二区域内填充满冷却介质，壳体从第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；吸液芯吸收热量传送至冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与散热元件进行换热。该具有蒸汽腔的均热板应用到燃料电池上，由于均热板具有高效传热能力，能够让燃料电池在工作过程中所产生局部热点的热量迅速传递至整块加热的均热板上，确保燃料电池内的温度均匀性，解决了现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
该燃料电池的热管理装置通过均热板吸收单电池工作产生热量加热冷却介质汽化，冷却介质汽化潜热显著高于其升温显热，因此该燃料电池的热管理装置散热性能优于现有燃料电池采用冷却剂循环的方案。
该燃料电池的热管理方法包括获取燃料电池的热管理装置的控制指令；若控制指令为启动指令，通过控制器控制燃料电池电堆工作并及实时获取燃料电池电堆的电池温度数据；根据实时获取的电池温度数据持续上升，采用控制器控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入燃料电池电堆的每个均热板中；若电池温度数据达到电池工作温度，采用控制器控制驱动元件停止工作，将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至均热板并通过均热板将该热量与散热元件进行换热，以使燃料电池电堆内电池的温度均一性。该燃料电池的热管理方法能够将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量通过均热板的吸液芯吸收该热量并将该热量传送至冷却介质转换为蒸汽，并通过蒸汽与散热元件进行换热，使得燃料电池电堆的单电池内的不存在局部热点且确保单电池内的温度均匀性和不同单电池间的温度均一性，解决了现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，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获得其他的附图。
图1为本申请实施例所述的具有蒸汽腔的均热板的结构示意图；
图2为本申请实施例所述的具有蒸汽腔的均热板的立体结构示意图；
图3为本申请另一实施例所述的具有蒸汽腔的均热板的立体结构示意图；
图4为本申请实施例所述的燃料电池的热管理装置的电气示意图；
图5为本申请实施例所述的燃料电池的热管理方法的步骤流程图；
图6为现有典型的热管理系统示意图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种具有蒸汽腔的均热板以及燃料电池的热管理装置和方法，用于解决了现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
实施例一：
如图1至图3所示，本申请实施例提供了一种燃料电池的热管理装置，包括具有内腔的壳体1，壳体1的内腔包括第二区域12以及位于第二区域12两侧的第一区域11和第三区域13，第一区域11和第三区域13靠近壳体1的内壁面设置，第一区域11和第三区域13内均设置有吸液芯，第二区域12内填充满冷却介质，壳体1从第二区域12内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；吸液芯吸收热量传送至冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道14与散热元件2进行换热。
需要说明的是，吸液芯上开设有数个通孔，通孔的设置便于吸液芯内的液体对热量的吸收和传递。在本实施例中，该壳体1从上而下的内腔划分为第一区域11、第二区域12和第三区域13，第一区域11、第二区域12和第三区域13是由一个区域划分区域形成。由于第一区域11和第三区域13内放置吸液芯，使得该均热板的壳体内壁面周围先通过一层吸液芯吸收热量后再传递至第二区域12的冷却介质中；吸液芯吸收的热量用于加热冷却介质，使得该均热板的具有内腔壳体部分均为加热区，与现有均热板的内腔一侧加热一侧冷却相比，本申请的均热板具有高效传热能力，若该均热板应用到燃料电池上，能够让燃料电池在工作过程中所产生局部热点的热量迅速传递至整块均热板上，确保燃料电池内的温度均匀性。其中，冷却介质能够将热量转换为蒸汽并通过管道将蒸汽传送至散热元件中进行换热，实现热量的回收，便于热量回收利用，换热后蒸汽会冷凝成液体，该液体会通过管道14回到第二区域12中。
在本申请实施例中，冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种。
需要说明的是，冷却介质的工作沸点优先选为60℃~85℃。经过氢燃料电池工作中产生的热量加热冷却工质发生沸腾相变，相变后的蒸汽经由管道14输送至散热元件处。散热元件可对进氢气、空气进行预热，提高进气温度，进一步提升氢燃料电池的性能。
本申请提供的一种具有蒸汽腔的均热板，包括具有内腔的壳体，壳体的内腔包括第二区域以及位于第二区域两侧的第一区域和第三区域，第一区域和第三区域靠近壳体的内壁面设置，第一区域和第三区域内均设置有吸液芯，第二区域内填充满冷却介质，壳体从第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；吸液芯吸收热量传送至冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与散热元件进行换热。该具有蒸汽腔的均热板应用到燃料电池上，由于均热板具有高效传热能力，能够让燃料电池在工作过程中所产生局部热点的热量迅速传递至整块加热的均热板上，确保燃料电池内的温度均匀性，解决了现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，壳体1包括支撑结构15，支撑结构15自第一区域11的外表面穿过第二区域12向第三区域13延伸。其中，支撑结构15包括弹性元件，弹性元件的第一端与第一区域11的外表面抵接，弹性元件的第二端穿过第二区域12与第三区域13的外表面抵接。
需要说明的是，弹性元件可以为弹簧。在本实施例中，第一区域11的吸液芯与第三区域13的吸液芯之间由弹簧进行支撑，以保证第一区域11和第三区域13的吸液芯附着在第二区域12的内壁面。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，该具有蒸汽腔的均热板包括沸腾端和冷凝端，壳体1通过管道14与内腔之间的分界处分为沸腾端和冷凝端。
需要说明的是，沸腾端指的是具有吸液芯和冷却介质的壳体部分，位于管道部分的壳体成为冷凝端。
如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，散热元件2为翅片。
需要说明的是，壳体1通过管道14与散热元件2连接。其中，如图2所示，管道可以弯曲的管道；如图3所示，管道可以为直管道。
实施例二：
如图1至图4所示，本申请实施例提供了一种燃料电池的热管理装置，包括控制器10、冷却存储器20、驱动元件30和燃料电池电堆40，燃料电池电堆40的每个单电池上均设置有均热板，控制器10分别与驱动元件30和燃料电池电堆40连接，冷却存储器20用于存储冷却介质，控制器10控制驱动元件30将冷却存储器20的冷却介质注入均热板或将均热板的冷却介质抽回至冷却存储器20。
需要说明的是，燃料电池电堆40可以由一个单电池或多个单电池组成。该燃料电池的热管理装置通过均热板吸收单电池工作产生热量加热冷却介质汽化，冷却介质汽化潜热显著高于其升温显热，因此该燃料电池的热管理装置散热性能优于现有燃料电池采用冷却剂循环的方案。在本实施例中，该燃料电池的热管理装置由于所采用具有蒸汽腔的均热板，在散热元件中温度与在燃料电池电堆中温度接近，使进气能更接近燃料电池电堆工作温度，也更便于余热回收利用。其中，驱动元件30可以为水泵。
在本申请的一个实施例中，均热板包括具有内腔的壳体1，壳体1的内腔包括第二区域12以及位于第二区域12两侧的第一区域11和第三区域13，第一区域11和第三区域13靠近壳体1的内壁面设置，第一区域11和第三区域13内均设置有吸液芯，第二区域12内填充满冷却介质，壳体1从第二区域12内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；吸液芯吸收热量传送至冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道14与散热元件2进行换热。
需要说明的是，吸液芯上开设有数个通孔，通孔的设置便于吸液芯内的液体对热量的吸收和传递。在本实施例中，该壳体1从上而下的内腔分别为第一区域11、第二区域12和第三区域13，由于第一区域11和第三区域13内放置吸液芯，使得该均热板的壳体内壁面周围先通过一层吸液芯吸收热量后再传递至第二区域12的冷却介质中；吸液芯吸收的热量用于加热冷却介质，使得该均热板的具有内腔壳体部分均为加热区，与现有均热板的内腔一侧加热一侧冷却相比，本申请的均热板具有高效传热能力，使得该燃料电池的热管理装置能够让燃料电池在工作过程中所产生局部热点的热量迅速传递至整块均热板上，确保燃料电池内的温度均匀性。其中，冷却介质能够将热量转换为蒸汽并通过管道将蒸汽传送至散热元件中进行换热，实现热量的回收，换热后蒸汽会冷凝成液体，该液体会通过管道14回到第二区域12中。
在本申请的一个实施例中，冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种。
需要说明的是，冷却介质的工作沸点优先选为60℃~85℃。经过氢燃料电池工作中产生的热量加热冷却工质发生沸腾相变，相变后的蒸汽经由管道14输送至散热元件处。散热元件可对进氢气、空气进行预热，提高进气温度，进一步提升氢燃料电池的性能。该燃料电池的热管理装置能将燃料电池电堆40温度精准控制在冷却工质的沸点左右。另外，由于第二区域12中冷却介质的沸点基本一致，因此该燃料电池的热管理装置能够有效解决单电池内存在的局部热点以及不同单电池间的不均一问题，确保燃料电池电堆中单电池内的温度均匀性和不同单电池间的温度均一性。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，壳体1包括支撑结构15，支撑结构15自第一区域11的外表面穿过第二区域12向第三区域13延伸。其中，支撑结构15包括弹性元件，弹性元件的第一端与第一区域11的外表面抵接，弹性元件的第二端穿过第二区域12与第三区域13的外表面抵接。
需要说明的是，弹性元件可以为弹簧。在本实施例中，第一区域11的吸液芯与第三区域13的吸液芯之间由弹簧进行支撑，以保证第一区域11和第三区域13的吸液芯附着在第二区域12的内壁面。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，该具有蒸汽腔的均热板包括沸腾端和冷凝端，壳体1通过管道14与内腔之间的分界处分为沸腾端和冷凝端。
需要说明的是，沸腾端指的是具有吸液芯和冷却介质的壳体部分，位于管道部分的壳体成为冷凝端。
如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，散热元件2为翅片。
需要说明的是，壳体1通过管道14与散热元件2连接。其中管道可以弯曲的管道，也可以为直管道。
在本申请实施例中，该燃料电池的热管理装置在工作时不需使用泵等耗能元件，降低燃料电池电堆的寄生功耗，提高了燃料电池电堆的输出功耗。
实施例三：
如图5所示，本申请实施例提供了一种燃料电池的热管理方法，应用于上述燃料电池的热管理装置上，该热管理方法包括以下步骤包括以下步骤：
S1.获取燃料电池的热管理装置的控制指令。
需要说明的是，在步骤S1中是获取燃料电池的热管理装置的控制指令，可以理解为控制该氢燃料电池的热管理装置中燃料电池电堆和驱动元件运行的指令，该指令为启动指令和停止指令。在本实施例中，该氢燃料电池的热管理装置的内容已在实施例二中阐述，此实施例中不再阐述。
S2.若控制指令为启动指令，通过控制器控制燃料电池电堆工作并及实时获取燃料电池电堆的电池温度数据；根据实时获取的电池温度数据持续上升，采用控制器控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入燃料电池电堆的每个均热板中。
需要说明的是，在步骤S2中是根据启动指令，控制器控制驱动元件不通电且控制燃料电池电堆工作，让燃料电池电堆的温度迅速达到工作温度，在燃料电池电堆工作过程中并实时获取电池温度数据；之后根据实时获取的电池温度数据知晓燃料电池电堆在工作过程中温度升高，则控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入燃料电池电堆的每个均热板的第二区域中。
S3.若电池温度数据达到电池工作温度，采用控制器控制驱动元件停止工作，将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至均热板并通过均热板将该热量与散热元件进行换热，以使燃料电池电堆内电池的温度均一性。
需要说明的是，在步骤S3中，根据电池温度数据达到电池工作温度，说明燃料电池的热管理装置中燃料电池电堆处于正常工作，则通过控制器控制驱动元件停止给均热板输送冷却介质，而燃料电池电堆工作产生局部热点的热量通过均热板的吸液芯吸收该热量并将该热量传送至冷却介质转换为蒸汽，并通过蒸汽与散热元件进行换热，使得燃料电池电堆的单电池内的不存在局部热点且确保单电池内的温度均匀性和不同单电池间的温度均一性。
本申请提供的一种燃料电池的热管理方法，该方法包括获取燃料电池的热管理装置的控制指令；若控制指令为启动指令，通过控制器控制燃料电池电堆工作并及实时获取燃料电池电堆的电池温度数据；根据实时获取的电池温度数据持续上升，采用控制器控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入燃料电池电堆的每个均热板中；若电池温度数据达到电池工作温度，采用控制器控制驱动元件停止工作，将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至均热板并通过均热板将该热量与散热元件进行换热，以使燃料电池电堆内电池的温度均一性。该燃料电池的热管理方法能够将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量通过均热板的吸液芯吸收该热量并将该热量传送至冷却介质转换为蒸汽，并通过蒸汽与散热元件进行换热，使得燃料电池电堆的单电池内的不存在局部热点且确保单电池内的温度均匀性和不同单电池间的温度均一性，解决了现有氢燃料电池热管理的冷却方式存在不同电池间的温度不均一的技术问题。
在本申请的一个实施例中，该燃料电池的热管理方法包括：
若控制指令为停止指令，通过控制器控制驱动元件将均热板的冷却介质抽回至冷却存储器中。
需要说明的是，由于燃料电池电堆在不工作时，其电池温度数据会下降，为了避免冷却介质腐蚀燃料电池电堆中的电池，燃料电池电堆在不工作时需要将均热板的冷却介质抽回至冷却存储器中。该燃料电池的热管理方法能够在燃料电池电堆不工作时，将均热板的冷却介质抽回至冷却存储器中，可以提高燃料电池电堆中电池的使用寿命。
在本申请的一个实施例中，将燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至均热板并通过均热板将该热量与散热元件进行换热包括：
通过均热板的吸液芯吸收热量传送至冷却介质并对其加热；
冷却介质因吸收热量后产生蒸汽，蒸汽通过管道与散热元件进行换热，得到冷凝液体；
冷凝液体通过管道回流至均热板的第二区域中。
需要说明的是，均热板可以将燃料电池电堆中单电池产生的热量迅速传递出去，即在燃料电池电堆的单电池发热处能够将冷却介质加热至沸腾，冷却介质吸收热量后以蒸汽形式沿着管道上升至散热元件处，在散热元件处将空气加热后得到冷凝液体，冷凝液体能够将凝回流至均热板的第二区域内。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时的存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (15)
1.一种具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，包括具有内腔的壳体，所述壳体的内腔包括第二区域以及位于所述第二区域两侧的第一区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域靠近所述壳体的内壁面设置，所述第一区域和所述第三区域内均设置有吸液芯，所述第二区域内填充满冷却介质，所述壳体从所述第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；所述吸液芯吸收热量传送至所述冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热。
2.根据权利要求1所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，所述壳体包括支撑结构，所述支撑结构自所述第一区域的外表面穿过所述第二区域向所述第三区域延伸。
3.根据权利要求2所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，所述支撑结构包括弹性元件，所述弹性元件的第一端与所述第一区域的外表面抵接，所述弹性元件的第二端与所述第三区域的外表面抵接。
4.根据权利要求1所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，所述冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，所述冷却介质的工作沸点为60℃~85℃。
6.根据权利要求1所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，包括沸腾端和冷凝端，所述壳体通过管道与内腔之间的分界处分为所述沸腾端和所述冷凝端。
7.根据权利要求1所述的具有蒸汽腔的均热板，其特征在于，所述散热元件为翅片。
8.一种燃料电池的热管理装置，其特征在于，包括控制器、冷却存储器、驱动元件和燃料电池电堆，所述燃料电池电堆的每个单电池上均设置有如权利要求1-7任意一项所述的具有蒸汽腔的均热板，所述控制器分别与所述驱动元件和所述燃料电池电堆连接，所述冷却存储器用于存储冷却介质，所述控制器控制所述驱动元件将所述冷却存储器的冷却介质注入所述均热板或将所述均热板的冷却介质抽回至所述冷却存储器。
9.根据权利要求8所述的燃料电池的热管理装置，其特征在于，所述均热板包括具有内腔的壳体，所述壳体的内腔包括第二区域以及位于所述第二区域两侧的第一区域和第三区域，所述第一区域和所述第三区域靠近所述壳体的内壁面设置，所述第一区域和所述第三区域内均设置有吸液芯，所述第二区域内填充满冷却介质，所述壳体从所述第二区域内凸伸管道与具有散热功能的散热元件连接；所述吸液芯吸收热量传送至所述冷却介质转换为蒸汽，该蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热。
10.根据权利要求9所述的燃料电池的热管理装置，其特征在于，所述壳体包括支撑结构，所述支撑结构自所述第一区域的外表面穿过所述第二区域向所述第三区域延伸；所述支撑结构包括弹性元件，所述弹性元件的第一端与所述第一区域的外表面抵接，所述弹性元件的第二端与所述第三区域的外表面抵接。
11.根据权利要求8所述的燃料电池的热管理装置，其特征在于，所述冷却介质为氯仿、氯仿-丙酮、乙醇、甲醇中的一种或几种，所述冷却介质的工作沸点为60℃~85℃。
12.根据权利要求9所述的燃料电池的热管理装置，其特征在于，所述均热板包括沸腾端和冷凝端，所述壳体通过管道与内腔之间的分界处分为所述沸腾端和所述冷凝端；所述散热元件为翅片。
13.一种燃料电池的热管理方法，应用于如权利要求10所述的燃料电池的热管理装置上，其特征在于，该热管理方法包括以下步骤：
获取燃料电池的热管理装置的控制指令；
若所述控制指令为启动指令，通过控制器控制燃料电池电堆工作并及实时获取燃料电池电堆的电池温度数据；根据实时获取的所述电池温度数据持续上升，采用控制器控制驱动元件将冷却存储器的冷却介质注入所述燃料电池电堆的每个均热板中；
若所述电池温度数据达到电池工作温度，采用控制器控制所述驱动元件停止工作，将所述燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至所述均热板并通过所述均热板将该热量与散热元件进行换热，以使所述燃料电池电堆内电池的温度均一性。
14.根据权利要求13所述的燃料电池的热管理方法，其特征在于，包括：
若所述控制指令为停止指令，通过控制器控制所述驱动元件将所述均热板的冷却介质抽回至所述冷却存储器中。
15.根据权利要求13所述的燃料电池的热管理方法，其特征在于，将所述燃料电池电堆工作产生局部热点的热量传送至所述均热板并通过所述均热板将该热量与散热元件进行换热包括：
通过所述均热板的吸液芯吸收热量传送至冷却介质并对其加热；
冷却介质因吸收热量后产生蒸汽，蒸汽通过管道与所述散热元件进行换热，得到冷凝液体；
所述冷凝液体通过管道回流至所述均热板的第二区域中。
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