[實用新型]車用燃料電池系統和汽車

有效

• 申請號: 201922235964.5
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN211480197U
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 匡金俊;彭旭;彭暉;郭玉平
• 申請（專利權）人: 深圳國氫新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225;H01M8/04228;H01M8/04029;B60L50/70;B60L58/31;B60L58/33
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本實用新型公開了一種車用燃料電池系統和汽車，該車用燃料電池系統包括控制模塊、電堆、空氣供應模塊、氫氣供應模塊和冷卻模塊，車用燃料電池系統還包括用于限制電堆在啟停過程中產生的高電位的恒壓負載，恒壓負載設置于冷卻模塊中的冷卻管路上，恒壓負載分別與控制模塊和電堆電連接。本實用新型利用恒壓負載消減電堆的瞬時高壓并消耗多余電能，同時還利用車用燃料電池系統原有的冷卻模塊帶走恒壓負載消耗電能產生的熱量，不需要另外再輔設散熱設備，因而既有效防止了汽車啟停過程中出現的高電位現象，又能夠及時散熱而不額外占用空間。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池領域，具體涉及一種車用燃料電池系統和汽車。

背景技術

燃料電池是一種高效、環保的發電裝置，具有功率密度高、能量轉換效率高、噪音小等諸多優點。燃料電池由于具有良好的工作性能，是目前的開發熱點，受到國內外廣泛關注。

對于車用燃料電池來說，由于每一次啟停，電堆陰極都會形成一個較高的開路電壓，該電壓會對催化劑的載體—碳造成嚴重的腐蝕，因而造成電池性能的過快衰減，嚴重影響車用燃料電池的使用壽命。目前為了解決此類問題，行業主要從兩方面著手，一是改進碳載體的材料，提高材料的抗腐蝕性能，該方法進展較慢，跟不上商用化的進程；二在電堆輸出端并聯一個較大的功率電阻以限制電位，由于功率電阻在消耗電能時會產生熱量，為防止熱量集中，一般會對應配給很大的散熱裝置，以防止功率電阻被燒毀。

但是采用功率電阻加散熱裝置的方式需要占用較大空間，在實際應用中車架空間有限，因此該方法仍然不夠理想。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是提出一種車用燃料電池系統，旨在解決現有技術中采用功率電阻加散熱裝置限制高電位的方式需要占用較大空間的問題。

為實現上述目的，本實用新型提出一種車用燃料電池系統，該車用燃料電池系統包括控制模塊、電堆、空氣供應模塊、氫氣供應模塊和冷卻模塊，車用燃料電池系統還包括用于限制所述電堆在啟停過程中產生的高電位的恒壓負載，所述恒壓負載設置于所述冷卻模塊中的冷卻管路上，所述恒壓負載分別與所述控制模塊和所述電堆電連接。

優選地，所述恒壓負載包括通訊模塊、信號處理器、數模轉換器、驅動模塊、負載模塊、電壓電流采樣模塊和模數轉換器，所述通訊模塊分別與所述控制模塊和信號處理器連接，所述信號處理器的輸出端與所述數模轉換器的輸入端連接，所述數模轉換器的輸出端與所述驅動模塊的輸入端連接，所述驅動模塊的輸出端與所述負載模塊的信號輸入端連接，所述負載模塊的電壓輸入端與所述電堆連接，所述負載模塊的輸出端與所述電壓電流采樣模塊的輸入端連接，所述電壓電流采樣模塊的輸出端與所述模數轉換器的輸入端連接，所述模數轉換器的輸出端與所述信號處理器的輸入端連接。

優選地，所述負載模塊由多個呈陣列布置的碳化硅MOS管構成。

優選地，所述車用燃料電池系統還包括第一電控開關、第二電控開關和第三電控開關，所述第一電控開關的兩端分別連接所述電堆和汽車負載，所述第二電控開關的兩端分別連接所述電堆和所述恒壓負載，所述第三電控開關的一端與所述電堆電連接，另一端與所述恒壓負載和汽車負載電連接。

優選地，所述冷卻模塊包括冷卻水泵、電磁閥、電子節溫器和散熱器，所述冷卻水泵的入口與所述電堆的冷卻液出口連接，所述冷卻水泵的出口通過冷卻管路與電堆的冷卻液入口連接；所述冷卻水泵的出口還與所述電子節溫器的入口連接，所述電子節溫器的兩個出口分別連接所述散熱器和所述電堆的冷卻液入口，所述散熱器的出口與所述電堆的冷卻液入口連接；所述電磁閥和恒壓負載依次設置于所述冷卻水泵的出口與所述電堆的冷卻液入口之間的冷卻管路上。

優選地，所述冷卻模塊還包括與所述冷卻管路并聯設置的加熱管路，所述加熱管路的兩端分別與所述冷卻水泵的出口和電堆的冷卻液入口連通，所述加熱管路上設有加熱器和去離子罐。