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发明授权:一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统

[公开日期] 2019-09-27 [公开号] CN106654318B
#清华大学 #王树博 #谢晓峰
本发明涉及一种相变胶囊悬浮 漂浮热管理和冷启动系统。在冷却液箱内装有悬浮 漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系,悬浮 漂浮相变胶囊的密度与冷却液的密度相当,使其能够悬浮于冷却液中,吸热后密度降低,使其能够漂浮于冷却液表面;冷却液箱与燃料电池堆之间连接形成冷却液的循环回路。本系统通过悬浮 漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系与燃料电池堆进行热交换,当燃料电池工作时悬浮 漂浮相变胶囊吸收大量的热量使冷却液为燃料电池堆循环降温,并存储热量,当燃料电池停止运行时悬浮 漂浮相变胶囊释放相变潜热为燃料电池堆保温,缩短燃料电池冷启动时的预热时间,从而同时达到为燃料电池降温和保温的作用,优化燃料电池的热管理和冷启动系统。

1.一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统的应用,其特征在于,所述系统为:冷却液箱(3)分为上部的保温区(31)和下部的散热区(32);在冷却液箱(3)内装有悬浮/漂浮相变胶囊和冷却液的组合体系,所述悬浮/漂浮相变胶囊的密度与冷却液的密度相当,使其能够悬浮于冷却液中,吸热后密度降低,使其能够漂浮于冷却液表面而进入保温区(31);冷却液箱(3)的冷却液出口经液泵(2)连接至燃料电池堆(1)中的冷却液进口,燃料电池堆(1)中的冷却液出口连接至冷却液箱(3)的冷却液进口,形成冷却液的闭合循环回路;在冷却液箱(3)的冷却液出口设有金属筛(6),所述金属筛(6)的孔径小于悬浮/漂浮相变胶囊的粒径;还设有散热风扇(5)用于对散热区(32)中的冷却液进行散热;所述悬浮/漂浮相变胶囊以固液相变材料和气液相变材料作为胶囊的芯材;悬浮/漂浮相变胶囊材料吸热前悬浮分散在冷却液中;燃料电池堆(1)处于工作状态时,使用液泵(2)驱动,将冷却液部分循环于燃料电池堆(1)中的冷却液流场中,在冷却液箱(3)中的悬浮/漂浮相变胶囊吸收冷却液的热量分别发生固-液相变和液-气相变,从而实现冷却液与燃料电池堆(1)循环发生热交换,其中气液相变材料从液体转变为气体使得悬浮/漂浮相变胶囊膨胀而密度降低,从而使冷却液中的悬浮/漂浮相变胶囊从悬浮状态转变为漂浮状态,漂浮的悬浮/漂浮相变胶囊在保温区(31)中进行保温,同时便于冷却液在散热区(32)的良好散热;燃料电池堆(1)处于停止状态时,悬浮/漂浮相变胶囊贮存的相变潜热缓慢释放,加热冷却液,使冷却液对燃料电池堆(1)进行保温;悬浮/漂浮相变胶囊放热后发生气-液相变而密度增大,从而使得悬浮/漂浮相变胶囊重新回到冷却液中,在燃料电池堆(1)工作时继续吸热。
附件:一种相变胶囊悬浮/漂浮热管理和冷启动系统 免费下载

类型:发明授权
发明人:王树博,谢晓峰
专利权人:清华大学
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