[實用新型]車載燃料電池氫氣管理系統

有效

• 申請號: 201820331212.1
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN207947346U
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 周皇榮;張騫為;徐國兵
• 申請（專利權）人: 蘇州中氫能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04746;H01M8/04701;H01M8/04791;H01M8/0662
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙) 32312
• 代理人: 周雅卿

本實用新型公開了一種車載燃料電池氫氣管理系統，包括燃料電池堆、氫氣進氣管和氫氣排氣管；氫氣進氣管上依次設有氫氣溫度調節單元、氫氣溫度傳感器和氫氣壓力傳感器，氫氣溫度傳感器位于氫氣溫度調節單元和氫氣壓力傳感器之間，氫氣壓力傳感器位于燃料電池堆的氫氣進氣口；氫氣溫度調節單元包括加熱器、冷卻水管和供水箱，氫氣進氣管貫穿加熱器的內部，冷卻水管纏繞于加熱器的外周，冷卻水管的一端與供水箱的出水口連通，冷卻水管的另一端與供水箱的進水口連通；氫氣排氣管上設有硫化氫濃度傳感器；還包括處理器和報警單元。本實用新型對進入燃料電池堆的氫氣的壓力和溫度進行監控，有利于提高燃料電池堆的燃燒效率，進而提高其發電效率。

技術領域

本實用新型屬于車載燃料電池技術領域，特別是涉及一種車載燃料電池氫氣管理系統。

背景技術

燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。燃料電池涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論，具有發電效率高、環境污染少等優點?？偟膩碚f，燃料電池具有以下特點：(1)能量轉化效率高，它直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，因而不受卡諾循環的限制；(2)燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45％～60％，而火力發電和核電的效率大約在30％～40％；(3)安裝地點靈活，燃料電池電站占地面積小，建設周期短，電站功率可根據需要由電池堆組裝，十分方便，燃料電池無論作為集中電站還是分布式電站，或是作為小區、工廠、大型建筑的獨立電站都非常合適；(4)負荷響應快，運行質量高；燃料電池在數秒鐘內就可以從最低功率變換到額定功率。由于燃料電池能將燃料的化學能直接轉化為電能，因此，它沒有像通常的火力發電機那樣通過鍋爐、汽輪機、發電機的能量形態變化，可以避免中間的轉換的損失，達到很高的發電效率。

氫氣系統在燃料電池的工作過程中需要為電堆提供足夠流量和壓力的燃料，并實時監測氫氣的剩余量，為了安全考慮，還需實時監測環境中氫氣的泄漏量，在出現緊急情況時采取必要措施保證系數安全。

目前的燃料電池系統，對于氫氣的供給都采用直接進入燃料電池堆，未對氫氣進入電池堆的壓力和溫度進行監控，因此，影響燃料電池的燃燒效率，進而降低其發電效率。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種車載燃料電池氫氣管理系統，對進入燃料電池堆的氫氣的壓力和溫度進行監控，有利于提高燃料電池堆的燃燒效率，進而提高其發電效率。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：一種車載燃料電池氫氣管理系統，包括燃料電池堆、氫氣進氣管和氫氣排氣管，所述氫氣進氣管與所述燃料電池堆的氫氣進氣口連通，所述氫氣排氣管與所述燃料電池堆的氫氣出氣口連通；

所述氫氣進氣管上(按氫氣進氣方向)依次設有氫氣溫度調節單元、氫氣溫度傳感器和氫氣壓力傳感器，所述氫氣溫度傳感器位于所述氫氣溫度調節單元和所述氫氣壓力傳感器之間，所述氫氣壓力傳感器位于所述燃料電池堆的氫氣進氣口；

所述氫氣溫度調節單元包括加熱器、冷卻水管和供水箱，所述氫氣進氣管貫穿所述加熱器的內部，所述冷卻水管纏繞于所述加熱器的外周，所述冷卻水管的一端與所述供水箱的出水口通過出水管道連通，所述冷卻水管的另一端與所述供水箱的進水口通過進水管道連通；

所述氫氣排氣管上設有硫化氫濃度傳感器；

還包括處理器和報警單元，所述氫氣溫度傳感器、氫氣壓力傳感器、加熱器、硫化氫濃度傳感器和報警單元分別與所述處理器電連接。

進一步地說，所述氫氣排氣管通過三通與所述氫氣進氣管連通。

進一步地說，所述氫氣溫度傳感器和所述氫氣壓力傳感器之間設有氫氣流量控制閥，所述氫氣流量控制閥與所述處理器電連接。