[發(fā)明專利]用于燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710616839.1
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN108428910B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張埈豪;南東勛
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/2457
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

一種用于燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)，其可以包括：燃料電池堆、固態(tài)氫存儲設(shè)備以及氫供應(yīng)管路，其中所述燃料電池堆接收氫和空氣，并且配置為產(chǎn)生電并且排放水，其中所述固態(tài)氫存儲設(shè)備包括第一容器、第二容器、第三容器和管路，所述第一容器容納固態(tài)氫存儲材料，所述第二容器容納熱化學(xué)的熱能存儲材料，所述第三容器容納熱傳遞介質(zhì)，所述管路連接第一容器、第二容器和第三容器，以循環(huán)熱傳遞介質(zhì)，并且其中所述氫供應(yīng)管路連接所述第一容器和燃料電池堆。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2017年2月15日提交的韓國專利申請第10-2017-0020669號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氫燃料電池是一種環(huán)境友好型能量產(chǎn)生設(shè)備，通過提供氫和空氣，其可以產(chǎn)生電力并且排出純凈水，因此其可以被用于電動車輛的動力源。氫燃料電池可以從固態(tài)氫存儲容器中接收氫。這種固態(tài)氫存儲容器包括氫存儲材料和配位氫化物(complex hydride)，該種氫存儲材料在特定溫度下排放氫，該種基于金屬氫化物的配位氫化物可以用于氫存儲材料，以增加容量存儲密度。

所述配位氫化物需要持續(xù)的熱供應(yīng)以排放氫，因此，這就需要增加具有預(yù)定尺寸的熱交換器的熱供應(yīng)效率。用于增加熱供應(yīng)效率的研究和開發(fā)已經(jīng)聚焦于改善固態(tài)氫存儲容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

特別的，由于金屬氫化物在預(yù)定高溫下反應(yīng)的特性，因此當(dāng)應(yīng)用至電動車輛時，有必要改善冷起動性能。在這種情況下，這就需要額外的周邊設(shè)備(balance of plant，BOP)，例如，可以設(shè)置氫熱燃燒室(hydrogen heat combustor)，或者可以使用電池電力，以加熱固體氫存儲容器。但是，這種額外的周邊設(shè)備(BOP)增加了相關(guān)系統(tǒng)的體積并且導(dǎo)致了能量損失，因此導(dǎo)致了較低的燃料效率。

公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)，其可以通過向固態(tài)氫存儲容器持續(xù)地供應(yīng)熱而不存在額外的電力供應(yīng)，并且可以通過利用在用于驅(qū)動燃料電池車輛的燃料電池中產(chǎn)生的全部電力，從而可以提高燃料效率。

本發(fā)明的各個方面致力于提供一種用于燃料電池車輛的熱管理系統(tǒng)，其包括：燃料電池堆、固態(tài)氫存儲設(shè)備以及氫供應(yīng)管路。所述燃料電池堆可以接收氫和空氣，并且配置為產(chǎn)生電并且排放水。所述固態(tài)氫存儲設(shè)備可以包括第一容器、第二容器、第三容器和管路，所述第一容器容納固態(tài)氫存儲材料，所述第二容器容納熱化學(xué)的熱能存儲材料，所述第三容器容納熱傳遞介質(zhì)，所述管路連接第一容器、第二容器和第三容器，以循環(huán)熱傳遞介質(zhì)。所述氫供應(yīng)管路可以連接所述第一容器和燃料電池堆。

所述固態(tài)氫存儲材料可以包括在吸留氫時產(chǎn)生熱以及在接收熱時排放氫的材料。所述熱化學(xué)的熱能存儲材料可以包括在供應(yīng)催化劑時產(chǎn)生熱以及在接收熱時分解為金屬氧化物和催化劑并存儲熱能的材料。

隨著固態(tài)氫存儲材料的氫的吸留，所述熱傳遞介質(zhì)可以將第一容器的熱傳遞至第二容器，并且隨著催化劑供應(yīng)至熱化學(xué)的熱能存儲材料，所述熱傳遞介質(zhì)可以將第二容器的熱傳遞至第一容器。所述固態(tài)氫存儲材料可以包括：配位金屬氫化物、金屬氫化物、化學(xué)氫化物和氫存儲合金中的至少一種。