[發(fā)明專利]一種氫氣加熱裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910985482.3
• 申請(qǐng)日: 2019-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112670530A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海德威明興新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04007
• 分類號(hào): H01M8/04007;H01M8/04089;H01M8/04223;H01M8/04302;H01M8/04701
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種氣體加熱裝置，具體涉及一種氫氣加熱裝置，即將氫氣加熱升溫的裝置，在質(zhì)子交換膜氫燃料電池系統(tǒng)中使用。燃料電池汽車在低溫環(huán)境運(yùn)行時(shí)，低溫氫氣連續(xù)不斷的輸入燃料電池堆，使氫氣入口附近電堆的溫度降低，不利于電堆正常發(fā)電，同時(shí)由于溫度變化造成電堆產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，容易損壞電堆結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用燃料電池冷卻液帶出燃料電池發(fā)熱的熱量，加熱氫氣解決這個(gè)問題。包括加熱箱，氫氣輸入管路，氫氣輸出管路，氫氣回流管路，換熱裝置，氫氣加熱流量控制閥，冷態(tài)氫氣流量控制閥，輸入溫度檢測(cè)器，輸出溫度檢測(cè)器，氫氣混流裝置等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體加熱裝置，具體涉及一種氫氣加熱裝置，即將氫氣加熱升溫的裝置，在質(zhì)子交換膜氫燃料電池系統(tǒng)中使用。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜氫燃料電池廣泛應(yīng)用于固定式發(fā)電領(lǐng)域、便攜式發(fā)電領(lǐng)域、交通領(lǐng)域，尤其是在燃料電池電動(dòng)汽車中，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)為核心部件。質(zhì)子交換膜氫燃料電池堆發(fā)電溫度在幾十?dāng)z氏度到一百幾十?dāng)z氏度，比如廣泛使用的低溫質(zhì)子交換膜氫燃料電池的發(fā)電溫度在六十?dāng)z氏度到八十?dāng)z氏度之間，如果燃料電池堆超出這個(gè)溫度范圍燃料電池就不能正常發(fā)電，甚至損壞。當(dāng)燃料電池電動(dòng)汽車在低溫環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，比如零下三十?dāng)z氏度，儲(chǔ)存于高壓儲(chǔ)氫罐的氫氣也降至此溫度，在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，低溫氫氣連續(xù)源源不斷的輸入燃料電池堆，使氫氣入口附近電堆的溫度降低，不利于電堆正常發(fā)電，同時(shí)由于溫度變化造成電堆產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，容易損壞電堆結(jié)構(gòu)。為了解決燃料電池在低溫下運(yùn)行，除了解決燃料電池堆本身的低溫啟動(dòng)問題，也要解決低溫供氫問題，需要對(duì)低溫氫氣進(jìn)行加熱，使之在進(jìn)入電堆時(shí)達(dá)到合理的溫度范圍，滿足燃料電池正常發(fā)電需求。迄今為止，在燃料電池行業(yè)里，還沒有人提出并利用燃料電池冷卻液加熱氫氣解決這個(gè)問題，本發(fā)明為一種氫氣加熱裝置，就是解決上述問題。

查新結(jié)果如下：

網(wǎng)上查新：按“氫氣加熱”查詢百度，所查文章內(nèi)容主要是電加熱氫氣裝置、氫氣燃燒加熱別的物質(zhì)的裝置、教學(xué)中使用的操作儀器完成化學(xué)反應(yīng)時(shí)加熱氫氣，沒有發(fā)現(xiàn)同本專利文件有沖突的報(bào)道。

使用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站進(jìn)行專利檢索：按“氫氣加熱”進(jìn)行檢索，共有 231個(gè)專利，但是大部分是氫氣燃燒加熱別的物質(zhì)，包括氫氣加熱爐，沒有發(fā)現(xiàn)同本專利文件有沖突的專利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是解決燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)低溫環(huán)境下的供氫問題。

為了解決低溫氫氣帶來的問題，本發(fā)明采取對(duì)低溫氫氣進(jìn)行加熱的方法，使其溫度達(dá)到電堆適宜的溫度范圍，從而解決上述問題。

燃料電池發(fā)電過程是一個(gè)放熱過程，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)為了散熱通常采用冷卻液散熱，對(duì)于質(zhì)子交換膜氫燃料電池該冷卻液的溫度一般處于60攝氏度到80 攝氏度之間，本方案設(shè)置加熱箱，將發(fā)動(dòng)機(jī)出口的高溫冷卻液暫存于此箱，在此加熱箱對(duì)低溫氫氣進(jìn)行加熱。

一種氫氣加熱裝置，包括加熱箱1，氫氣輸入管路2，氫氣輸出管路3，氫氣回流管路7，換熱裝置4及其換熱裝置入口5和換熱裝置出口6。

所述換熱裝置4設(shè)置在加熱箱1內(nèi)，加熱箱1內(nèi)盛放了加熱液體；所述氫氣輸入管路2設(shè)置了氫氣加熱流量控制閥10及其氫氣加熱流量控制閥入口15，氫氣輸入管路2的輸入端管路同氫氣加熱流量控制閥入口15連接，并通過氫氣加熱流量控制閥10與換熱裝置4的換熱裝置入口5連接；所述氫氣輸出管路3 設(shè)置氫氣混流裝置40及其冷態(tài)氫氣入口41、加熱氫氣入口42和氫氣出口43，氫氣輸出管路3的輸出端管路同氫氣出口43連接，并通過氫氣混流裝置40及其加熱氫氣入口42同換熱裝置出口6連接；所述氫氣回流管路7設(shè)置了冷態(tài)氫氣流量控制閥11，所述氫氣加熱流量控制閥入口15的前端連接管路通過冷態(tài)氫氣流量控制閥11和氫氣混流裝置40的冷態(tài)氫氣入口41連接；所述氫氣加熱流量控制閥入口15的前端連接管路還設(shè)置了輸入溫度檢測(cè)器20和輸入壓力檢測(cè)器30；所述氫氣出口43的連接管路還設(shè)置了輸出溫度檢測(cè)器21和輸出壓力檢測(cè)器31。