[實(shí)用新型]一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920225510.7
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN209374567U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峰鳴;楊秋香
• 申請（專利權(quán)）人: 上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04225
• 分類號(hào): H01M8/04225;H01M8/04014;H01M8/04302
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本實(shí)用新型公開了一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)，涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，包括電堆，電堆的陰極端連接空氣供給系統(tǒng)；空氣供給系統(tǒng)包括：主管路，在主管路上依次設(shè)置有主路閥門、中冷器和增濕器增濕端，增濕器增濕端與電堆的陰極端連通；支管路，在支管路上設(shè)置有支路閥門、渦流管；渦流管與電堆的陰極端連通；空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)的出氣口分別連通于主路閥門、支路閥門。當(dāng)環(huán)境溫度過低啟動(dòng)時(shí)，空氣經(jīng)過渦流管，溫度升高，然后進(jìn)入電堆進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并且融化陰極結(jié)冰。此過程中熱量在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生，加熱效率高，加熱過程中無明火，安全可靠，安裝簡便，不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的原有性能，延長使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

冷機(jī)啟動(dòng)是任何汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都存在的問題。在低溫下，燃料蒸發(fā)困難造成發(fā)動(dòng)機(jī)不易著火啟動(dòng)。另外，在暖機(jī)過程(發(fā)動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到冷卻水上升到正常溫度)中，由于燃料燃燒不完全，排氣溫度低以及發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的配合間隙不正常等原因，造成烴類和一氧化碳排放量是正常值的十余倍，零部件磨損加劇和潤滑油被稀釋變質(zhì)等問題，這些問題嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，為燃料電池輸送熱氣流，提高冷啟動(dòng)效率。熱量在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生，加熱效率高，加熱過程中無明火，安全可靠，安裝簡便，不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的原有性能，同時(shí)延長使用壽命。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：

一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)，包括電堆，所述電堆的陰極端連接空氣供給系統(tǒng)；所述空氣供給系統(tǒng)包括：

主管路，在所述主管路上依次設(shè)有主路閥門、中冷器和增濕器增濕端，所述增濕器增濕端與所述電堆的陰極端連通；

支管路，在所述支管路上設(shè)置有支路閥門、渦流管；所述支管路中的渦流管與所述電堆的陰極端連通；

空氣壓縮機(jī)，所述空氣壓縮機(jī)的出氣口分別連通于所述主路閥門、支路閥門。

本技術(shù)方案中，當(dāng)環(huán)境溫度過低啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，將空氣壓縮機(jī)開啟至2psi壓力、4m³/min，空氣經(jīng)過空氣壓縮機(jī)使溫度有所提高，關(guān)閉主路閥門，避免中冷器與加濕器冰堵的影響；開啟支路閥門，使得被壓縮過的熱空氣經(jīng)過渦流管形成更高的熱氣流，再進(jìn)入電堆陰極端，并融化陰極結(jié)冰。

本技術(shù)方案對(duì)燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，在電堆陰極端，增設(shè)了一條支管路，支管路上設(shè)置有渦流管。當(dāng)環(huán)境溫度過低啟動(dòng)時(shí)，空氣經(jīng)過渦流管，溫度升高，然后進(jìn)入電堆進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力，融化陰極結(jié)冰。

在此過程中，熱量在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生，加熱效率高，加熱過程中無明火，安全可靠，安裝簡便，不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的原有性能，同時(shí)延長使用壽命。

優(yōu)選地，基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動(dòng)系統(tǒng)還包括增濕器干燥端，所述增濕器干燥端的進(jìn)氣口通過干燥端進(jìn)氣管與所述電堆的陰極端連通，所述增濕器干燥端的排氣口設(shè)置有干燥端排氣管；所述增濕器干燥端、干燥端進(jìn)氣管、干燥端排氣管共同構(gòu)成所述電堆的空氣排氣系統(tǒng)。

本技術(shù)方案中，在電堆的空氣排氣管路上設(shè)有增濕器干燥端，對(duì)利用完的氣體進(jìn)行干燥，可以避免利用完的氣體在排氣管路上冷凝結(jié)冰，從而影響空氣排氣管路的通暢。

優(yōu)選地，所述渦流管包括：

渦旋室，所述渦旋室連通設(shè)有噴嘴，所述噴嘴與所述支路閥門連通；

熱端管，所述熱端管與所述渦旋室連通，所述熱端管上設(shè)有溫度控制閥，所述溫度控制閥與所述電堆的陰極端連通；

冷端管，所述冷端管與所述渦旋室連通，所述冷端管通過冷端排氣管與所述干燥端排氣管連通。