[發明專利]一種基于相變儲能的燃料電池電源系統

有效

• 申請號: 202110988193.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113745567B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 徐增師;張海波;王振;彭冰蓉;金鑫
• 申請（專利權）人: 武漢氫能與燃料電池產業技術研究院有限公司;武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04119;H01M8/04225;H01M8/04302
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

1.一種基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，包括：

燃料電池，具有進氫口、排氣口、冷卻液入口及冷卻液出口；

循環組件，包括第一換熱管、氣液分離器及氣循環泵，所述第一換熱管的一端與所述排氣口相連通，所述氣液分離器的進氣端與所述第一換熱管的另一端相連通，所述氣循環泵的進氣端與所述氣液分離器的出氣端相連通，所述氣循環泵的出氣端與所述進氫口相連通；

冷卻組件，包括儲液罐、液循環泵、第二換熱管、液體過濾器及電磁閥，所述儲液罐具有進液口和出液口，所述進液口與所述冷卻液出口相連通，所述液循環泵的進液端與所述出液口相連通，所述第二換熱管的一端與所述液循環泵的出液端相連通；所述液體過濾器的進液端與所述第二換熱管的另一端相連通、出液端與所述冷卻液入口相連通，用于對所述第二換熱管流入所述冷卻液入口的液體進行過濾；

所述電磁閥的進液端與所述液體過濾器的出液端相連通，所述電磁閥的出液端與所述儲液罐的進液口相連通；

儲能組件，包括儲能罐，所述儲能罐與所述第一換熱管和所述第二換熱管均熱連接，用于與所述第一換熱管和所述第二換熱管進行換熱；

當所述燃料電池需要低溫啟動時，開啟所述電磁閥，啟動所述液循環泵，所述液循環泵將所述儲液罐內儲存的冷卻液循環的流過所述液循環泵、第二換熱管、液體過濾器、電磁閥，并經所述電磁閥返回所述儲液罐，冷卻液通過所述第二換熱管時，冷卻液吸收所述儲能罐內相變材料的熱量，能對所述儲液罐內的冷卻液進行升溫，當溫度達到所述燃料電池正常運行所需要的溫度時，關閉所述電磁閥。

2.根據權利要求1所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述燃料電池還具有進氧口，所述基于相變儲能的燃料電池電源系統還包括空氣供應組件，所述空氣供應組件包括沿空氣流動路徑依次連通的空氣過濾器、空壓機、中冷器及增濕器，所述增濕器的出氣端與所述燃料電池的進氧口相連通。

3.根據權利要求2所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述空壓機內具有第一散熱流道，所述第一散熱流道的進液端與所述儲能罐相連通，所述中冷器內具有第二散熱流道，所述第二散熱流道的進液端與所述第一散熱流道的出液端相連通，所述空氣供應組件還包括輸送泵，所述輸送泵的進液端與所述第二散熱流道的出液端相連通，所述輸送泵的出液端與所述儲能罐相連通。

4.根據權利要求1所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，還包括供氫組件，所述供氫組件包括依次連通的儲氫罐、緊急切斷閥、氫氣過濾器、減壓閥及止回閥，所述止回閥的出氣端與所述燃料電池的進氫口相連通。

5.根據權利要求1所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述儲能罐內儲存有液態的相變材料，所述儲能組件還包括加熱器，所述加熱器可用于對儲能罐內的相變材料加熱。

6.根據權利要求5所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述儲能組件還包括連通泵及液體散熱器，所述連通泵的進液端與所述儲能罐相連通，所述液體散熱器具有進液端和出液端，所述液體散熱器的進液端與所述連通泵的出液端相連通，所述液體散熱器的出液端與所述儲能罐相連通，用于對流過所述液體散熱器的液體進行散熱。

7.根據權利要求1所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述冷卻組件還包括排液閥和補液閥，所述排液閥設置于所述儲液罐的底部且其進液端與所述儲液罐相連通，所述補液閥的出液端與所述儲液罐相連通。

8.根據權利要求4所述的基于相變儲能的燃料電池電源系統，其特征在于，所述供氫組件還包括泄壓閥，所述泄壓閥設置于所述減壓閥與所述止回閥之間并與所述減壓閥的出氣端相連通。