[發(fā)明專利]氫燃料電池系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910448071.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110224155A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石寶寶;郭玉平;彭旭;彭暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳國(guó)氫新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04029
• 分類號(hào): H01M8/04029;H01M8/04082;H01M8/04089
• 代理公司: 深圳市華勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發(fā)明公開(kāi)了一種氫燃料電池系統(tǒng)，該氫燃料電池系統(tǒng)包括電堆模塊、冷卻模塊和空氣供給模塊；電堆模塊設(shè)有與冷卻模塊連接的冷卻液入口和冷卻液出口；冷卻模塊包括儲(chǔ)液箱、水泵、散熱器和節(jié)溫器；空氣供給模塊包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、中冷器和增濕器，增濕器與電堆模塊連接；節(jié)溫器的出口與入堆模塊連接；中冷器中設(shè)有散熱管，該散熱管的入口與節(jié)溫器的出口連接，散熱管的出口與水泵的入口連接。本發(fā)明充分利用空氣供給模塊中產(chǎn)生的熱能，以及節(jié)溫器的靈活調(diào)節(jié)流量的功能來(lái)維持電堆模塊內(nèi)的溫度，不管是在炎熱或是寒冷的環(huán)境，本氫燃料電池系統(tǒng)均能夠快速適應(yīng)，具有廣泛推廣應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種氫燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氫燃料電池是一種清潔、高效的綠色環(huán)保電源，可廣泛應(yīng)用于汽車動(dòng)力、備用電源、分布式電站等許多領(lǐng)域。

質(zhì)子交換膜式氫燃料電池是其中應(yīng)用較為廣泛的一類。該類型的氫燃料電池由于電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的水會(huì)殘留在電堆的內(nèi)部，在冰點(diǎn)以下的低溫環(huán)境中會(huì)發(fā)生結(jié)冰，這就對(duì)整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的啟動(dòng)造成影響，尤其在極低的環(huán)境中可能會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)緩慢、甚至無(wú)法啟動(dòng)等問(wèn)題。氫燃料電池的環(huán)境適應(yīng)性決定著其能否廣泛應(yīng)用于民用和軍用等商業(yè)化市場(chǎng)的重要因素，特別是在交通領(lǐng)域中，低溫下的冷啟動(dòng)是氫燃料電池汽車面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

現(xiàn)有的氫燃料電池在低溫環(huán)境下使用時(shí)，需要在冷卻液回路上裝加熱器、加熱棒等大功率的加熱設(shè)備，并配備相應(yīng)的供電電源，通過(guò)加熱冷卻液，快速升高電堆內(nèi)部的溫度后再啟動(dòng)。相應(yīng)地，該種針對(duì)冷卻液回路增設(shè)加熱器的方式增加了氫燃料電池的體積、重量和成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提出一種氫燃料電池系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)冷卻液回路增設(shè)加熱器的方法增加了氫燃料電池的體積、重量和成本的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種氫燃料電池系統(tǒng)，該氫燃料電池系統(tǒng)包括電堆模塊、冷卻模塊和空氣供給模塊；所述電堆模塊設(shè)有與所述冷卻模塊連接的冷卻液入口和冷卻液出口；所述冷卻模塊包括儲(chǔ)液箱、水泵、散熱器和節(jié)溫器；所述空氣供給模塊包括依次連接的空氣壓縮機(jī)、中冷器和增濕器，所述增濕器與所述電堆模塊連接；

所述水泵的入口與儲(chǔ)液箱的出口連接，所述水泵的出口具有兩條支路，其中一支路連接所述節(jié)溫器的第一入口，另一支路連接所述散熱器的入口，所述散熱器的出口與節(jié)溫器的第二入口連接，所述節(jié)溫器的出口與所述冷卻液入口連接，所述冷卻液出口與所述水泵的入口連接；

所述中冷器中設(shè)有散熱管，該散熱管的入口與所述節(jié)溫器的出口連接，散熱管的出口與所述水泵的入口連接。

優(yōu)選地，所述空氣供給模塊還包括入堆節(jié)氣門(mén)、尾排節(jié)氣門(mén)和吹掃電磁閥；所述電堆模塊還設(shè)有空氣入口和空氣出口；所述入堆節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣口與所述增濕器連接，所述入堆節(jié)氣門(mén)的出氣口與所述電堆模塊的空氣入口連接；所述尾排節(jié)氣門(mén)的進(jìn)氣口與所述電堆模塊的空氣出口連接；

所述吹掃電磁閥的進(jìn)氣口與所述中冷器連接，所述吹掃電磁閥的出氣口與所述電堆模塊的空氣入口連通。

優(yōu)選地，氫燃料電池系統(tǒng)還包括通風(fēng)管道和尾排模塊，所述尾排模塊包括消音器和排氣閥，所述電堆模塊還設(shè)有通風(fēng)入口和通風(fēng)出口，所述通風(fēng)管道的兩端分別與所述中冷器和所述電堆模塊的通風(fēng)入口連通，所述電堆模塊的空氣出口、消音器和排氣閥依次連接，所述電堆模塊的通風(fēng)出口與所述排氣閥連接。

優(yōu)選地，所述空氣供給模塊還包括相互串聯(lián)且位于所述空氣壓縮機(jī)和消音器之間的旁路流量計(jì)和旁通閥。

優(yōu)選地，氫燃料電池系統(tǒng)還包括控制器和氫氣濃度傳感器，所述氫氣濃度傳感器設(shè)置于所述排氣閥的出口位置，所述控制器與所述氫氣濃度傳感器電連接。

優(yōu)選地，氫燃料電池系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述電堆模塊的通風(fēng)出口的溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器電連接。