1.本技術(shù)涉及溫度控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種氫燃料電池的溫度控制。

背景技術(shù)：

2.氫能作為綠色、高效、可持續(xù)的新能源，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础淙剂想姵刈鳛闅淠芾玫闹饕d體，具有能量轉(zhuǎn)換率高、環(huán)境污染小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、軌道交通、船舶、航空航天等交通領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。燃料電池是氫能利用的最佳形式，其通過氫氣與氧氣的電化學(xué)反應(yīng)來發(fā)電，已在軌道交通領(lǐng)域得到成功應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于軌道機(jī)車車輛。

3.軌道機(jī)車車輛氫燃料電池工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而氫燃料電池的電池堆只有工作在合適的溫度區(qū)間才能實(shí)現(xiàn)高效工作，溫度過高或過低都會(huì)影響電能的轉(zhuǎn)化效率。目前軌道機(jī)車車輛氫燃料電池溫度控制系統(tǒng)僅含有冷卻部分(即出現(xiàn)高溫后對(duì)燃料電池的散熱)，并且主要通過控制冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制散熱器的散熱能力，很難達(dá)到對(duì)燃料電池溫度的精準(zhǔn)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本技術(shù)的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種能夠?qū)淙剂想姵氐臏囟冗M(jìn)行精確控制的溫度控制系統(tǒng)。

5.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案：

6.根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供一種用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)，包括通風(fēng)機(jī)、加熱器、散熱器、泵、液體循環(huán)管路和控制裝置。其中，通風(fēng)機(jī)用于為所述溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣。加熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的下游，用于將所述通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱。散熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述加熱器的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻。液體循環(huán)管路部分設(shè)置于所述散熱器的內(nèi)部，并與所述氫燃料電池連通，用于容納所述液體。泵設(shè)置于所述液體循環(huán)管路上，用于為所述液體循環(huán)提供動(dòng)力?？刂蒲b置用于控制所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器和所述泵。

7.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述溫度控制系統(tǒng)還包括過濾器和第一風(fēng)道，所述第一風(fēng)道設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口上，所述過濾器設(shè)置于所述第一風(fēng)道上，用于過濾進(jìn)入溫度控制系統(tǒng)的空氣。

8.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述液體循環(huán)管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路和所述第三管路連通并部分位于所述散熱器的內(nèi)部，所述第一管路與所述第二管路連通，所述第二管路和所述第三管路均與所述氫燃料電池連通。

9.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述泵的一端連通所述第一管路，另一端連通所述第二管路。

10.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述溫度控制系統(tǒng)還包括水箱，所述水箱與所述液體循環(huán)管路連通，用于收納所述溫度控制系統(tǒng)中的所述液體受熱引起的膨脹量，以及補(bǔ)

償所述溫度控制系統(tǒng)中的所述液體遇冷引起的收縮量。

11.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述水箱的一端與所述第一管路連通，并設(shè)置在所述第一管路與所述泵的連通處。所述水箱的另一端與所述第三管路連通，并設(shè)置在所述第三管路與所述氫燃料電池的連通處。

12.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述溫度控制系統(tǒng)還包括智能診斷裝置，用于對(duì)所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器、所述散熱器和所述泵進(jìn)行是否需要檢修的智能診斷。

13.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述通風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承，所述泵包括泵電機(jī)軸承，所述智能診斷裝置通過采集所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值，所述加熱器出口處空氣的溫度值以及所述散熱器出口處的風(fēng)速值進(jìn)行診斷。

14.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值設(shè)定第一閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值超過所述第一閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

15.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述加熱器出口處空氣的溫度值設(shè)定第二閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述加熱器出口處空氣的溫度值低于所述第二閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

16.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述散熱器出口處的風(fēng)速值設(shè)定第三閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述散熱器出口處的風(fēng)速值低于所述第三閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

17.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述控制裝置通過監(jiān)測(cè)所述氫燃料電池的溫度來控制所述通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述泵的轉(zhuǎn)速和所述加熱器的加熱功率。

18.根據(jù)本技術(shù)的其中一個(gè)實(shí)施例，所述溫度控制系統(tǒng)還包括第二風(fēng)道，所述第二風(fēng)道設(shè)置于所述加熱器和所述散熱器之間，所述第二風(fēng)道上設(shè)置有檢修門。

19.根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供一種軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制方法，采用上述的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制方法包括：所述控制裝置監(jiān)測(cè)所述氫燃料電池的溫度，

20.若所述氫燃料電池溫度高于正常溫度時(shí)，所述控制系統(tǒng)增大所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；

21.若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度時(shí)，所述控制裝置減小所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；

22.若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度的1/2，則所述控制裝置控制開啟所述加熱器。

23.由上述技術(shù)方案可知，本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

24.本技術(shù)提出的用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)，包括通風(fēng)機(jī)、加熱器、散熱器、泵、液體循環(huán)管路和控制裝置。其中，通風(fēng)機(jī)用于為所述溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣，提供熱交換介質(zhì)。加熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的下游，用于將所述通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱。散熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述加熱器的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻。液體在散熱器中與流通過散熱器的空氣進(jìn)行熱交換，從而可

以調(diào)整液體的溫度，從而調(diào)整氫燃料電池的溫度。液體循環(huán)管路部分設(shè)置于散熱器的內(nèi)部，并與氫燃料電池連通，用于容納液體。泵設(shè)置于液體循環(huán)管路上，用于為液體循環(huán)提供動(dòng)力?？刂蒲b置用于控制所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器和所述泵，控制裝置能夠控制流過散熱器的空氣的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體溫度的調(diào)整。本技術(shù)提出的用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可以加熱或者冷卻氫燃料電池，并且可以達(dá)到對(duì)燃料電池溫度的精準(zhǔn)控制。

附圖說明

25.通過結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本技術(shù)的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。附圖僅為本技術(shù)的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中：

26.圖1是本技術(shù)的用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)示意圖。

27.圖2是本技術(shù)的控制裝置的框圖。

28.圖3是本技術(shù)的智能診斷裝置的框圖。

29.附圖標(biāo)記說明如下：

30.100.氫燃料電池；

31.101.通風(fēng)機(jī)；

32.102.加熱器；

33.103.散熱器；

34.104.泵；

35.105.液體循環(huán)管路；

36.1051.第一管路；

37.1052.第二管路；

38.1053.第三管路；

39.106.控制裝置；

40.107.過濾器；

41.108.第一風(fēng)道；

42.109.水箱；

43.110.智能診斷裝置；

44.111.第二風(fēng)道；

45.112.檢修門。

具體實(shí)施方式

46.體現(xiàn)本技術(shù)特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本技術(shù)能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本技術(shù)的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是作說明之用，而非用以限制本技術(shù)。

47.在對(duì)本技術(shù)的不同示例性實(shí)施例的下面描述中，參照附圖進(jìn)行，所述附圖形成本發(fā)明的一部分，并且其中以示例方式顯示了可實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的多個(gè)方面的不同示例性結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和步驟。應(yīng)理解的是，可以使用部件、結(jié)構(gòu)、示例性裝置、系統(tǒng)和步驟的其他特定方案，

并且可在不偏離本技術(shù)范圍的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能性修改。而且，雖然本說明書中可使用術(shù)語“上”、“下”、“之間”等來描述本技術(shù)的不同示例性特征和元件，但是這些術(shù)語用于本文中僅出于方便，例如根據(jù)附圖中所述的示例的方向。本說明書中的任何內(nèi)容都不應(yīng)理解為需要結(jié)構(gòu)的特定三維方向才落入本技術(shù)的范圍內(nèi)。在介紹這里所描述和/或圖示的要素/組成部分/等時(shí)，用語“第一”、“第二”和“第三”等用以表示存在一個(gè)或多個(gè)要素/組成部分/等。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”用以表示開放式的包括在內(nèi)的意思并且是指除了列出的要素/組成部分/等之外還可存在另外的要素/組成部分/等。

48.參閱圖1，其代表性地示出了本技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)，用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池100，包括通風(fēng)機(jī)101、加熱器102、散熱器103、泵104、液體循環(huán)管路105和控制裝置106。其中，通風(fēng)機(jī)101用于為溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣。加熱器沿空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于通風(fēng)機(jī)101的下游，用于將通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱。散熱器103沿空氣的流動(dòng)方向設(shè)置于加熱器102的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻。液體循環(huán)管路105部分設(shè)置于散熱器103的內(nèi)部，并與氫燃料電池100連通，用于容納液體。泵104設(shè)置于液體循環(huán)管路105上，用于為液體循環(huán)提供動(dòng)力?？刂蒲b置106用于控制通風(fēng)機(jī)101、加熱器102和泵104。

49.通過在散熱器的上游設(shè)置加熱器，能夠?qū)崿F(xiàn)在氫燃料電池溫度過低時(shí)可以對(duì)經(jīng)過散熱器的空氣進(jìn)行加熱，進(jìn)而對(duì)散熱器內(nèi)部的液體循環(huán)管路中流動(dòng)的液體進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氫燃料電池的加熱?？刂葡到y(tǒng)起到精確控制的作用，可以根據(jù)氫燃料電池的溫度進(jìn)行控制。

50.需要說明的是，通風(fēng)機(jī)可以采用裝有三相異步電機(jī)的軸流風(fēng)機(jī)或采用安裝有永磁同步電機(jī)的軸流風(fēng)機(jī)，也可以采用其他風(fēng)機(jī)。加熱器可以是電加熱器或者其他加熱器，散熱器可以采用鋁制板翅式結(jié)構(gòu)，散熱器位于整個(gè)系統(tǒng)的最低部，一般直接安裝在氫燃料電池車機(jī)械間內(nèi)部的臺(tái)架上。

51.在本實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)還包括過濾器107和第一風(fēng)道108，第一風(fēng)道108設(shè)置于通風(fēng)機(jī)101的進(jìn)風(fēng)口上，過濾器107設(shè)置于第一風(fēng)道108上，用于過濾進(jìn)入溫度控制系統(tǒng)的空氣。能夠保證進(jìn)入溫度控制系統(tǒng)中的空氣的清潔度，延長整個(gè)系統(tǒng)的壽命。需要說明的是，過濾器可采用免維護(hù)自清潔的慣性過濾器、離心沉降式過濾器、雙v過濾器或百葉窗等等，在此不做限制。

52.在本實(shí)施例中，液體循環(huán)管路105包括第一管路1051、第二管路1052和第三管路1053，第一管路1051和第三管路1053連通并部分位于散熱器103的內(nèi)部，能夠?qū)崿F(xiàn)管路中的液體與散熱器中通過的空氣進(jìn)行熱交換。第一管路1051與第二管路1052連通，第二管路1052和第三管路1053均與氫燃料電池100連通。能夠?qū)崿F(xiàn)氫燃料電池中的液體通過第二管路1052或者第三管路1053流入或者流出，由于流入或者流出的液體溫度不同，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氫燃料電池的溫度的控制。

53.在本實(shí)施例中，泵104的一端連通第一管路1051，另一端連通第二管路1052。泵能夠驅(qū)動(dòng)第一管路和第二管路中的液體流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)液體循環(huán)。泵可以是水泵，通常采用離心泵。

54.在本實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)還包括水箱109，水箱109與液體循環(huán)管路105連通，用于收納溫度控制系統(tǒng)中的液體受熱引起的膨脹量，以及補(bǔ)償溫度控制系統(tǒng)中的液體遇冷引起的收縮量。水箱能夠?qū)σ后w循環(huán)管路中液體受溫度的影響進(jìn)行吸收或補(bǔ)償，有利于提

高液體循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

55.在本實(shí)施例中，水箱109的一端與第一管路1051連通，并設(shè)置在第一管路1051與泵104的連通處。水箱109的另一端與第三管路1053連通，并設(shè)置在第三管路1053與氫燃料電池100的連通處。水箱兩端與液體循環(huán)管路的連通位置能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)收納液體循環(huán)管路中的液體受熱引起的膨脹量，以及及時(shí)補(bǔ)償溫度控制系統(tǒng)中的液體遇冷引起的收縮量。避免液體循環(huán)管路內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力，有利于延長液體循環(huán)管路的壽命。

56.在本實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)還包括智能診斷裝置110，用于對(duì)通風(fēng)機(jī)101、加熱器102、散熱器103和泵104進(jìn)行是否需要檢修的智能診斷。能夠避免現(xiàn)有的溫度控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件如風(fēng)機(jī)、散熱器等的檢修均是采用周期固定的計(jì)劃修方式，造成部件修理周期短、修理時(shí)間長以及出現(xiàn)過剩修和失修的現(xiàn)象，有利于氫燃料電池及其溫度控制系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

57.在本實(shí)施例中，通風(fēng)機(jī)101包括通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承，泵104包括泵電機(jī)軸承，智能診斷裝置110通過采集1通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值，加熱器102出口處空氣的溫度值以及散熱器103出口處的風(fēng)速值進(jìn)行診斷。通過采集通風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵電機(jī)軸承溫度及三向振動(dòng)速度值、電加熱器出口處的溫度值及散熱器出口處的風(fēng)速值，診斷出通風(fēng)機(jī)、水泵、電加熱器及散熱器是否需要進(jìn)行檢修。智能診斷裝置通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綒淙剂想姵剀嚨臋C(jī)車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

58.在本實(shí)施例中，對(duì)通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值設(shè)定第一閾值，若智能診斷裝置110采集到通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值超過第一閾值，則對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。根據(jù)風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵電機(jī)的設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)其軸承溫度及三向振動(dòng)速度設(shè)定一閾值，若超過這個(gè)閾值則需對(duì)其進(jìn)行檢修。因此智能診斷裝置采集到通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值超過這個(gè)閾值，則對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修?？梢宰龅揭坏┲悄茉\斷裝置采集到通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值超過這個(gè)閾值，就及時(shí)提示需要對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

59.在本實(shí)施例中，對(duì)加熱器102出口處空氣的溫度值設(shè)定第二閾值，若智能診斷裝置110采集到加熱器102出口處空氣的溫度值低于第二閾值，則對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。根據(jù)外界環(huán)境溫度和加熱器的輸出功率對(duì)加熱器出口處的溫度會(huì)設(shè)定一閾值，若加熱器出口處的溫度低于這個(gè)閾值則表面加熱器可能存在問題，或者系統(tǒng)可能出故障，因此需要進(jìn)行檢修。能夠?qū)崿F(xiàn)檢修的及時(shí)性和實(shí)時(shí)性。

60.在本實(shí)施例中，對(duì)散熱器103出口處的風(fēng)速值設(shè)定第三閾值，若智能診斷裝置110采集到散熱器103出口處的風(fēng)速值低于第三閾值，則對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)散熱器出口處的風(fēng)速設(shè)定一閾值，若低于這個(gè)閾值，則需對(duì)散熱器進(jìn)行清理，并對(duì)整個(gè)空氣流通風(fēng)道進(jìn)行檢修。散熱器出口處的風(fēng)速值能夠表示熱交換的效率，如果太小可能導(dǎo)致熱交換效率降低，不利于有效控制氫燃料電池的溫度。如果太大可能會(huì)造成能源浪費(fèi)，不利于降低成本。

61.在本實(shí)施例中，控制裝置106通過監(jiān)測(cè)氫燃料電池100的溫度來控制通風(fēng)機(jī)101的轉(zhuǎn)速、泵104的轉(zhuǎn)速和加熱器102的加熱功率。使得氫燃料電池工作在適宜的溫度。如氫燃料電池溫度高于正常溫度時(shí)，正常溫度是指氫燃料電池能夠正常工作時(shí)，電池的溫度。則提高通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及泵轉(zhuǎn)速。如果電池溫度低于正常溫度時(shí)則降低通風(fēng)機(jī)及泵轉(zhuǎn)速。如果電池溫

度遠(yuǎn)低于正常溫度時(shí)，則需要啟動(dòng)加熱器，且可以根據(jù)不同的低溫環(huán)境開啟不同的加熱器功率。

62.在本實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)還包括第二風(fēng)道111，第二風(fēng)道111設(shè)置于加熱器102和散熱器103之間，第二風(fēng)道111上設(shè)置有檢修門112。第二風(fēng)道起過渡作用，并且為檢修門的設(shè)置提供必要的承載。檢修門的設(shè)置能夠方便檢修。

63.如2示出了本技術(shù)的控制裝置的控制框圖。其中控制裝置106通過監(jiān)測(cè)氫燃料電池100的溫度來控制通風(fēng)機(jī)101的轉(zhuǎn)速、泵104的轉(zhuǎn)速和加熱器102的加熱功率。

64.圖3示出了本技術(shù)的智能診斷裝置的框圖。其中智能診斷裝置主要是通過采集通風(fēng)機(jī)電機(jī)的軸承溫度和振動(dòng)速度、泵電機(jī)的軸承溫度及振動(dòng)速度、加熱器出口處的溫度值及散熱器出口處的風(fēng)速值診斷出通風(fēng)機(jī)、泵、加熱器及散熱器是否需要進(jìn)行檢修。加熱器的出口溫度需要根據(jù)環(huán)境和加熱器的輸出功率進(jìn)行設(shè)定。

65.在上述示例性實(shí)施例中，本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)是以應(yīng)用于氫燃料電池為例進(jìn)行說明的。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，為將本技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)用于其他類型的電池，而對(duì)具體實(shí)施例做出多種改型、添加、替代、刪除或其他變化，這些變化仍在本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的原理的范圍內(nèi)。

66.在此應(yīng)注意，附圖中示出而且在本說明書中描述的溫度控制系統(tǒng)僅僅是能夠采用本技術(shù)原理的許多種溫度控制系統(tǒng)中的幾個(gè)示例。應(yīng)當(dāng)清楚地理解，本技術(shù)的原理絕非僅限于附圖中示出或本說明書中描述的溫度控制系統(tǒng)的任何細(xì)節(jié)或任何部件。

67.上述是對(duì)本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的幾個(gè)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，以下將對(duì)本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的使用過程進(jìn)行示例性說明。

68.結(jié)合附圖1至圖3，本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的使用過程是：氫燃料電池使用過程中產(chǎn)生的熱量傳遞給液體循環(huán)管路中的液體，在泵的驅(qū)動(dòng)下，循環(huán)管路中的液體流通，當(dāng)流過位于散熱器內(nèi)部的循環(huán)管路時(shí)，就會(huì)與散熱器中的空氣進(jìn)行熱交換。完成熱交換后的液體再經(jīng)過液體循環(huán)管路回到氫燃料電池中，從而實(shí)現(xiàn)氫燃料電池的溫度能夠保持正常溫度。

69.當(dāng)控制裝置監(jiān)測(cè)到氫燃料電池的溫度高于正常溫度時(shí)，控制系統(tǒng)控制通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，以實(shí)現(xiàn)空氣的加速流動(dòng)。同時(shí)控制系統(tǒng)控制泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)的加速，從而使得氫燃料電池溫度下降，回歸正常。

70.當(dāng)控制裝置監(jiān)測(cè)到氫燃料電池的溫度低于正常溫度時(shí)，控制系統(tǒng)控制通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，以降低空氣的流動(dòng)速度。同時(shí)控制系統(tǒng)控制泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)的減速，從而使得氫燃料電池溫度上升，回歸正常。

71.當(dāng)控制裝置監(jiān)測(cè)到氫燃料電池的溫度遠(yuǎn)低于正常溫度時(shí)，控制系統(tǒng)控制開啟加熱器，對(duì)從通風(fēng)機(jī)進(jìn)來的空氣進(jìn)行加熱，從而使得進(jìn)入散熱器的空氣溫度增加，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體循環(huán)管路中的液體的加熱，從而使得氫燃料電池溫度上升，回歸正常。

72.在溫度控制系統(tǒng)的工作過程中，智能監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)采集通風(fēng)機(jī)電機(jī)、泵電機(jī)的軸承溫度及三向振動(dòng)速度值、加熱器出口處的溫度值及散熱器出口處的風(fēng)速值。根據(jù)通風(fēng)機(jī)電機(jī)、泵電機(jī)的設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)其軸承溫度及三向振動(dòng)速度會(huì)設(shè)定一閾值，若超過這個(gè)閾值則需對(duì)其進(jìn)行檢修。根據(jù)外界環(huán)境溫度和加熱器的輸出功率對(duì)加熱器出口處的溫度設(shè)定一閾值，若低于這個(gè)閾值則需對(duì)其進(jìn)行檢修。根據(jù)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)散熱器出口處的風(fēng)速設(shè)定一

閾值，若低于這個(gè)閾值，則需對(duì)散熱器進(jìn)行清理。清理時(shí)可通過散熱器進(jìn)風(fēng)口上的第二風(fēng)道上的檢修門進(jìn)行。

73.通過上述本技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)的使用過程，可以得出本技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)，采用控制系統(tǒng)控制流過散熱器的空氣的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體溫度的調(diào)整。能夠加熱或者冷卻氫燃料電池，并且可以達(dá)到對(duì)燃料電池溫度的精準(zhǔn)控制。采用智能診斷裝置對(duì)通風(fēng)機(jī)、加熱器、散熱器和泵進(jìn)行是否需要檢修的智能診斷，能夠避免現(xiàn)有的溫度控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件如風(fēng)機(jī)、散熱器等的檢修均是采用周期固定的計(jì)劃修方式，造成部件修理周期短、修理時(shí)間長以及出現(xiàn)過剩修和失修的現(xiàn)象，有利于氫燃料電池及其溫度控制系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

74.上述是對(duì)本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的使用過程的說明，以下將對(duì)本技術(shù)提出的軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制方法進(jìn)行示例性說明。

75.結(jié)合附圖1至圖3，本技術(shù)提出的軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制方法，采用上述的溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制方法包括：所述控制裝置監(jiān)測(cè)所述氫燃料電池的溫度，若所述氫燃料電池溫度高于正常溫度時(shí)，所述控制系統(tǒng)增大所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度時(shí)，所述控制裝置減小所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度的1/2，則所述控制裝置控制開啟所述加熱器。例如，如果正常溫度是一個(gè)溫度范圍，可以采用氫燃料電池溫度低于最小正常溫度的1/2時(shí)，開啟加熱器；如果正常溫度是一個(gè)溫度值，那么就是氫燃料電池溫度低于正常溫度的1/2時(shí)，開啟加熱器。

76.綜上所述，本技術(shù)提出的用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)，包括通風(fēng)機(jī)、加熱器、散熱器、泵、液體循環(huán)管路和控制裝置。其中，通風(fēng)機(jī)用于為所述溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣，提供熱交換介質(zhì)。加熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的下游，用于將所述通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱。散熱器沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述加熱器的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻。液體在散熱器中與流通過散熱器的空氣進(jìn)行熱交換，從而可以調(diào)整液體的溫度，從而調(diào)整氫燃料電池的溫度。液體循環(huán)管路部分設(shè)置于散熱器的內(nèi)部，并與氫燃料電池連通，用于容納液體。泵設(shè)置于液體循環(huán)管路上，用于為液體循環(huán)提供動(dòng)力?？刂蒲b置用于控制所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器和所述泵，控制裝置能夠控制流過散熱器的空氣的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體溫度的調(diào)整。本技術(shù)提出的用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可以加熱或者冷卻氫燃料電池，并且可以達(dá)到對(duì)燃料電池溫度的精準(zhǔn)控制。溫度控制系統(tǒng)還包括智能診斷裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)、加熱器、泵、散熱器的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及診斷，使部件依據(jù)狀態(tài)進(jìn)行檢修，省時(shí)、省力且節(jié)約大量的成本。

77.以上詳細(xì)地描述和/或圖示了本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。但本技術(shù)的實(shí)施例不限于這里所描述的特定實(shí)施例，相反，每個(gè)實(shí)施例的組成部分和/或步驟可與這里所描述的其它組成部分和/或步驟獨(dú)立和分開使用。一個(gè)實(shí)施例的每個(gè)組成部分和/或每個(gè)步驟也可與其它實(shí)施例的其它組成部分和/或步驟結(jié)合使用。在介紹這里所描述和/或圖示的要素/組成部分/等時(shí)，用語“一個(gè)”、“一”和“上述”等用以表示存在一個(gè)或多個(gè)要素/組成部分/等。

78.本技術(shù)的實(shí)施例不限于這里所描述的特定實(shí)施例，相反，每個(gè)實(shí)施例的組成部分可與這里所描述的其它組成部分獨(dú)立和分開使用。一個(gè)實(shí)施例的每個(gè)組成部分也可與其它

實(shí)施例的其它組成部分結(jié)合使用。在本說明書的描述中，術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“其他實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)包含于申請(qǐng)實(shí)施例的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗?。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

79.雖然已根據(jù)不同的特定實(shí)施例對(duì)本技術(shù)提出的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到可在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)對(duì)本技術(shù)的實(shí)施進(jìn)行改動(dòng)。技術(shù)特征：

1.一種溫度控制系統(tǒng)，用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池，其特征在于：包括：通風(fēng)機(jī)，用于為所述溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣；加熱器，沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的下游，用于將所述通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱；散熱器，沿所述空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于所述加熱器的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻；液體循環(huán)管路，部分設(shè)置于所述散熱器的內(nèi)部，并與所述氫燃料電池連通，用于容納所述液體；泵，設(shè)置于所述液體循環(huán)管路上，用于為所述液體循環(huán)提供動(dòng)力；控制裝置，用于控制所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器和所述泵。2.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度控制系統(tǒng)還包括過濾器和第一風(fēng)道，所述第一風(fēng)道設(shè)置于所述通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口上，所述過濾器設(shè)置于所述第一風(fēng)道上，用于過濾進(jìn)入溫度控制系統(tǒng)的空氣。3.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述液體循環(huán)管路包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路和所述第三管路連通并部分位于所述散熱器的內(nèi)部，所述第一管路與所述第二管路連通，所述第二管路和所述第三管路均與所述氫燃料電池連通。4.如權(quán)利要求3所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述泵的一端連通所述第一管路，另一端連通所述第二管路。5.如權(quán)利要求3所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度控制系統(tǒng)還包括水箱，所述水箱與所述液體循環(huán)管路連通，用于收納所述溫度控制系統(tǒng)中的所述液體受熱引起的膨脹量，以及補(bǔ)償所述溫度控制系統(tǒng)中的所述液體遇冷引起的收縮量。6.如權(quán)利要求5所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述水箱的一端與所述第一管路連通，并設(shè)置在所述第一管路與所述泵的連通處；所述水箱的另一端與所述第三管路連通，并設(shè)置在所述第三管路與所述氫燃料電池的連通處。7.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度控制系統(tǒng)還包括智能診斷裝置，用于對(duì)所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器、所述散熱器和所述泵進(jìn)行是否需要檢修的智能診斷。8.如權(quán)利要求7所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述通風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承，所述泵包括泵電機(jī)軸承，所述智能診斷裝置通過采集所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值，所述加熱器出口處空氣的溫度值以及所述散熱器出口處的風(fēng)速值進(jìn)行診斷。9.如權(quán)利要求8所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：對(duì)所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值設(shè)定第一閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述通風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承和所述泵電機(jī)軸承的溫度及三向振動(dòng)速度值超過所述第一閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。10.如權(quán)利要求8所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：對(duì)所述加熱器出口處空氣的溫度值設(shè)定第二閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述加熱器出口處空氣的溫度值低于所述第二閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。

11.如權(quán)利要求8所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：對(duì)所述散熱器出口處的風(fēng)速值設(shè)定第三閾值，若所述智能診斷裝置采集到所述散熱器出口處的風(fēng)速值低于所述第三閾值，則對(duì)所述溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修。12.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制裝置通過監(jiān)測(cè)所述氫燃料電池的溫度來控制所述通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、所述泵的轉(zhuǎn)速和所述加熱器的加熱功率。13.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度控制系統(tǒng)還包括第二風(fēng)道，所述第二風(fēng)道設(shè)置于所述加熱器和所述散熱器之間，所述第二風(fēng)道上設(shè)置有檢修門。14.一種軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池的溫度控制方法，采用如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制裝置監(jiān)測(cè)所述氫燃料電池的溫度，若所述氫燃料電池溫度高于正常溫度時(shí)，所述控制系統(tǒng)增大所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度時(shí)，所述控制裝置減小所述通風(fēng)機(jī)和所述泵的轉(zhuǎn)速；若所述氫燃料電池溫度低于所述正常溫度的1/2，則所述控制裝置控制開啟所述加熱器。

技術(shù)總結(jié)

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N溫度控制系統(tǒng)和溫度控制方法，用于軌道機(jī)車車輛用氫燃料電池，包括通風(fēng)機(jī)、加熱器、散熱器、液體循環(huán)管路、泵和控制裝置。通風(fēng)機(jī)用于為溫度控制系統(tǒng)提供所需的空氣；加熱器沿空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于通風(fēng)機(jī)的下游，用于將通風(fēng)機(jī)提供的空氣加熱。散熱器沿空氣的流動(dòng)方向，設(shè)置于加熱器的下游，用于對(duì)液體加熱或者冷卻。液體循環(huán)管路，部分設(shè)置于散熱器的內(nèi)部，并與氫燃料電池連通，用于容納所述液體。泵設(shè)置于液體循環(huán)管路上，用于為液體循環(huán)提供動(dòng)力?？刂蒲b置用于控制所述通風(fēng)機(jī)、所述加熱器和所述泵。通過以上設(shè)計(jì)，本申請(qǐng)的溫度控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氫燃料電池加熱或者冷卻，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氫燃料電池的溫度進(jìn)行精確控制。精確控制。精確控制。

技術(shù)研發(fā)人員：郝占紅 范春斌 高智慧

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中車大同電力機(jī)車有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.09.05

技術(shù)公布日：2022/11/4