[發明專利]一種多套并聯燃料電池系統及其車輛

有效

• 申請號: 202110861412.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113594527B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉小青;鄧佳;梁未棟;趙勇富;劉靜;劉華
• 申請（專利權）人: 中山大洋電機股份有限公司
• 主分類號: H01M8/2457
• 分類號: H01M8/2457;H01M8/04029;H01M8/04044;H01M8/04082;H01M8/04089;B60L50/70;B60L50/72;B60L58/33
• 代理公司: 中山市漢通知識產權代理事務所(普通合伙) 44255
• 代理人: 古冠開

1.一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：包括系統總控制器(1)、供氫系統(2)、空氣供應系統(3)、冷卻系統(4)和多套燃料電池核心單元(5)，其中：

每一套燃料電池核心單元(5)包括一燃料電池電堆模組(51)、燃料電池控制器(52)和DC-DC變換器(53)，燃料電池控制器(52)控制燃料電池電堆模組(51)工作，燃料電池電堆模組(51)在氫氣和氧氣反應下產生電能輸出，燃料電池電堆模組(51)的輸出端連接到DC-DC變換器(53)的輸入端；

供氫系統(2)、空氣供應系統(3)分別為多套燃料電池核心單元(5)的燃料電池電堆模組(51)提供氫氣和空氣，冷卻系統(4)為多套燃料電池核心單元(5)的燃料電池電堆模組(51)進行冷卻；

系統總控制器(1)與每套燃料電池核心單元(5)的燃料電池控制器(52)連接，系統總控制器(1)向燃料電池控制器(52)發送控制指令；

多套燃料電池核心單元(5)的DC-DC變換器(53)的輸出端并聯后形成一個總的高壓輸出端為負載供電；

空氣供應系統(3)包括空氣過濾器(31)、多個空氣流量計(32)和多個空壓機(33)，每個燃料電池電堆模組(51)都配備一個空氣流量計(32)和一個空壓機(33)以控制空氣進氣量；

空氣過濾器(31)只有一個，空氣經過空氣過濾器(31)后分別流經多個空氣流量計(32)和多個空壓機(33)，然后進入多個燃料電池電堆模組(51)，每個空壓機(33)都配置獨立的空壓機控制器(34)；

每套燃料電池核心單元(5)的DC-DC變換器(53)還經過一個降壓DC-DC(56)和一個保險盒(57)后形成一個獨立輸出端為負載進行低壓供電。

2.根據權利要求1所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：供氫系統(2)包括氫氣瓶(21)和進氫閥門組件(22)，氫氣瓶(21)的高壓氫氣輸出到進氫閥門組件(22)后分別流入到各個燃料電池電堆模組(51)的進氫口。

3.根據權利要求1或2所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：冷卻系統(4)包括散熱組件(41)、管道過濾器(42)、去離子器(43)和水箱(44)，在散熱組件(41)散熱后的冷卻液分別流經水箱(44)和管道過濾器(42)，流經管道過濾器(42)的冷卻液分為兩支路輸出，一支路輸入到各燃料電池電堆模組(51)的入水口，另一支路輸入到去離子器(43)，將冷卻液中的游離離子去除后進入水箱(44)，流經水箱(44)的冷卻液分別流入到各個燃料電池電堆模組(51)的回流口。

4.根據權利要求3所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：冷卻系統(4)還包括余熱回收器(45)，在各個燃料電池電堆模組(51)內部進行熱交換后的冷卻液分別從各個燃料電池電堆模組(51)的出水口輸出，各個燃料電池電堆模組(51)的出水口并聯輸入至余熱回收器(45)中，經過余熱回收器(45)熱交換后的冷卻液再輸送到散熱組件(41)。

5.根據權利要求4所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：各個燃料電池電堆模組(51)共用一個尾排口(54)，供氫系統(2)和空氣供應系統(3)分別將氫氣和空氣輸入到各個燃料電池電堆模組(51)內進行反應，各個燃料電池電堆模組(51)將未完全反應的少量氫氣和水從各個燃料電池電堆模組(51)的吹掃口排出，各個燃料電池電堆模組(51)的吹掃口并聯后匯集到一個尾排口(54)排出。

6.根據權利要求5所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：多套燃料電池核心單元(5)的DC-DC變換器(53)的輸出端并聯輸出至一分線盒(55)上，由分線盒(55)與負載連接進行高壓供電。

7.根據權利要求6所述的一種多套并聯燃料電池系統，其特征在于：系統總控制器(1)、供氫系統(2)、空氣供應系統(3)、冷卻系統(4)和多套燃料電池核心單元(5)集成安裝在一個主體框架(6)上。