[發(fā)明專利]一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810266098.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108417860A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦南;范志先;江志國(guó);王波;宋忠凱;趙靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中通客車控股股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04007
• 分類號(hào): H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/0438
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)及控制方法，包括：在燃料電池控制單元與去離子器之間連接單向電磁閥，去離子器與燃料電池連接，燃料電池與溫控電磁閥連接，溫控電磁閥出口分別連接雙向電磁閥和散熱器，雙向電磁閥和散熱器連接，雙向電磁閥出口分別連接去離子器和絕熱儲(chǔ)能器；在燃料電池與溫控電磁閥之間設(shè)置溫度傳感器；本發(fā)明有益效果：由于在啟動(dòng)之時(shí)冷卻液的溫度與燃料電池所需要的合適溫度(T0)相差不大，大幅度地減輕了燃料電池的極化現(xiàn)象，使燃料電池的發(fā)電效率提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池汽車設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的日益突出，新能源汽車成為了未來(lái)汽車發(fā)展的必然方向。燃料電池汽車更加是環(huán)境友好型的新能源汽車，且比純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程更長(zhǎng)，需要補(bǔ)充能源的時(shí)間約為純電動(dòng)汽車的六十分之一。其無(wú)污染的特性以及能量轉(zhuǎn)化效率是內(nèi)燃機(jī)車無(wú)法比擬的。燃料電池系統(tǒng)發(fā)電效率高，可以使能量更加充分的被利用，對(duì)于緩解當(dāng)下社會(huì)的能源緊張問(wèn)題具有深遠(yuǎn)意義。

燃料電池系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)化效率理論可達(dá)85％～90％，但由于燃料電池在工作時(shí)受極化的限制，目前燃料電池的實(shí)際發(fā)電效率均在40％～60％的范圍內(nèi)。因此燃料電池的發(fā)電效率仍有較大的提升空間。溫度因素對(duì)燃料電池系統(tǒng)發(fā)電效率影響最大，在正常工作中燃料電池系統(tǒng)對(duì)溫度的要求也十分嚴(yán)格，因此水熱管理技術(shù)至關(guān)重要。目前燃料電池系統(tǒng)冷啟動(dòng)問(wèn)題大，在啟動(dòng)之初，冷卻液溫度太低，造成發(fā)電效率較低。如果流經(jīng)燃料電池，不利于燃料電池快速進(jìn)入最佳工作狀態(tài)。目前的燃料電池車上采用的燃料電池和鋰電池的雙源供電模式，如果用大電流加熱冷卻液的方式，增加了電耗，且大電流的高壓電不利于電路的穩(wěn)定，增加了鋰電池的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)及控制方法，在保證電池性能情況的下，提高氫燃料的轉(zhuǎn)化效率，實(shí)現(xiàn)使用更少的氫，行駛更多的里程。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

本發(fā)明的第一目的是提供一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)，包括：燃料電池控制單元、絕熱儲(chǔ)能器、去離子器、單向電磁閥、溫控電磁閥、雙向電磁閥和散熱器；

在所述燃料電池控制單元與去離子器之間連接單向電磁閥，所述去離子器與燃料電池連接，所述燃料電池與溫控電磁閥連接，所述溫控電磁閥出口分別連接雙向電磁閥和散熱器，所述雙向電磁閥和散熱器連接，所述雙向電磁閥出口分別連接去離子器和絕熱儲(chǔ)能器；在所述燃料電池與溫控電磁閥之間設(shè)置溫度傳感器；

所述燃料電池控制單元判斷流經(jīng)燃料電池的冷卻液的溫度，如果溫度超出了設(shè)定的燃料電池所需的溫度，則控制冷卻液流向散熱器進(jìn)行散熱后再循環(huán)進(jìn)入燃料電池。

進(jìn)一步地，在所述燃料電池和燃料電池控制單元之間依次串接渦輪空壓機(jī)和變頻器；所述渦輪空壓機(jī)的進(jìn)氣口處連接空氣流量計(jì)。

進(jìn)一步地，在所述燃料電池與溫控電磁閥之間設(shè)置第一水泵，在第一水泵與溫控電磁閥的管路上安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器與燃料電池控制單元連接。

進(jìn)一步地，在所述雙向電磁閥與絕熱儲(chǔ)能器之間設(shè)置第二水泵。

進(jìn)一步地，所述溫控電磁閥有A、B兩個(gè)出口，溫控電磁閥通過(guò)A出口與雙向電磁閥連接，通過(guò)B出口與散熱器連接。

進(jìn)一步地，所述的雙向電磁閥有A、C兩個(gè)出口，雙向電磁閥通過(guò)C出口與去離子器連接，通過(guò)A出口與第二水泵連接。

進(jìn)一步地，所述單向電磁閥、溫控電磁閥和雙向電磁閥均與燃料電池控制單元連接。

本發(fā)明的第二目的是提供一種燃料電池發(fā)電效率綜合提升系統(tǒng)的控制方法，包括：