[發明專利]燃料電池系統

有效

• 申請號: 201880060219.7
• 申請日: 2018-10-02
• 公開（公告）號: CN111133621B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 弗洛里安·埃赫加特納;馬丁·諾奇
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;B64D41/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新

本發明涉及一種燃料電池系統，該燃料電池系統包括外部容器，該外部容器限定封閉腔室。在該封閉腔室內部設有：儲存貯器，該儲存貯器用于儲存低溫液化工作流體；氣化裝置，該氣化裝置耦接到儲存貯器；燃料電池布置，該燃料電池布置耦接到氣化裝置；以及控制單元，該控制單元被配置為控制在封閉腔室內的部件之間的流。提供電力電纜，該電力電纜在一個端部處耦接到燃料電池布置并延伸穿過外部腔室的外壁，使得電纜的第二端部延伸到腔室外部。封閉腔室是基本上密封的，使得在使用中，基本上阻止工作流體的泄漏。

技術領域

本發明涉及使用低溫工作流體的燃料電池系統，具體地是液態氫燃料電池系統，并且更具體地是便攜式或可更換的液態氫燃料電池系統。

背景技術

必須處理低溫工作流體，諸如液化氣體(例如氫或氦)，以允許進行商業上可行的運輸。例如，在氫消耗高的應用中，液態氫通常用作優選的儲存介質。

迄今為止，將公路車輛中使用的儲罐安裝在車輛中。關于已知儲罐，必須使用局部能源來從儲罐中釋放液化氣體。必須在釋放過程期間壓縮氣體，并且釋放過程進行多次。這意味著該過程使用了大量能量。

以下方面引起已知過程中的大多數問題：

-高能量需求；

-在補加過程期間釋放氣體，這可能會在任何補加位置(特別是受到安全法規約束的環境)處帶來風險。

用于提供電力的任何未來解決方案都必須要考慮環境因素和全球目標以減少溫室氣體排放并限制全球變暖。例如在內燃機中使用碳基燃料會將危險的氮氧化物釋放到大氣中。替代形式是從氫燃料電池產生的電力。然而，由于氫的密度低，其難以儲存，因為氣體壓縮要求高壓力或高容積。

在大規模應用中，諸如對于用氣態燃料對船只或火車加燃料，必需極為注意安全性。在考慮所有操作參數的情況下進行深入的安全性研究。通常必須針對每個港口或加油站進行此類研究。這是非常復雜的，因為必須采取措施以阻止形成易燃氣體混合物并且還在加燃料期間消除任何可能點火源。希望提供為最終用戶提供電源的簡單、安全的系統。

本發明的實施方案試圖提供克服這些缺點中的一些或全部的系統。

發明內容

在下面的描述中，氣化裝置被定義為將液化氣體轉換成至少蒸發氣流的裝置，諸如蒸發器或氣體加熱器。

根據本發明的第一方面，提供了燃料電池系統，該燃料電池系統包括：

外部容器，該外部容器限定封閉腔室，

其中在封閉腔室內部設有：

儲存貯器，該儲存貯器用于儲存液化低溫工作流體，

氣化裝置，該氣化裝置耦接到儲存貯器，

燃料電池布置，該燃料電池布置耦接到蒸發器，以及

控制單元，該控制單元被配置為控制在封閉腔室內的部件之間的流；

電力電纜，該電力電纜在一個端部處耦接到燃料電池布置并延伸穿過外部腔室的外壁，使得電纜的第二端部延伸到腔室外部；

其中封閉腔室是基本上密封的，使得在使用中，基本上阻止工作流體的泄漏。

燃料電池布置可以包括至少一個燃料電池。外部容器可以是氣密的，使得封閉腔室被基本上密封以隔開外部環境。

環境空氣入口可以耦接到燃料電池布置。空氣出口可以從外部容器的外壁延伸到燃料電池布置。出水口可以耦接到燃料電池布置。出水口可以從外部容器的外壁延伸到燃料電池布置。

燃料電池系統可以包括閥，該閥被提供來控制在腔室內的部件之間的流。

儲存貯器中的低溫工作流體可以是液態氫。