[發明專利]用于水電解器、燃料電池的熱電聯供系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202211056760.5
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115572983A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 陳紅;齊濟;安燦燦;朱文若;屈倩茹;閆千倩;袁行方;吳紹偉
• 申請（專利權）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B9/67;C25B15/02;C25B15/08;C01B3/00;H01M8/04029;H01M8/04082;H01M8/0606
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗筠

1.一種熱電聯供系統，其特征在于，所述熱電聯供系統包括水電解器、燃料電池和金屬儲氫器，所述金屬儲氫器儲存所述水電解器制備的氫氣，并將儲存的氫氣輸送至所述燃料電池，以供所述燃料電池發電；

所述熱電聯供系統還包括水電解換熱器、燃料電池換熱器、金屬儲氫換熱器和散熱器，其中，

當所述水電解器工作時，所述熱電聯供系統的換熱液體能夠經所述水電解換熱器流向所述金屬儲氫換熱器，并回流至所述水電解換熱器；

當所述燃料電池工作時，所述熱電聯供系統的換熱液體能夠經所述燃料電池換熱器流向所述金屬儲氫換熱器，并回流至所述燃料電池換熱器；

所述散熱器設置于所述金屬儲氫換熱器的入口側，用于對待輸入至所述金屬儲氫換熱器的換熱液體降溫。

2.根據權利要求1所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述散熱器用于在滿足以下任一項的情況下啟動：

所述水電解器處于工作狀態；

所述燃料電池處于工作狀態，且所述散熱器入口側的換熱液體溫度高于燃料電池預設溫度，所述燃料電池預設溫度為55～65℃。

3.根據權利要求1所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述熱電聯供系統還包括集熱器，其中，

所述水電解換熱器輸出的部分換熱液體能夠繞過所述金屬儲氫換熱器，并通過所述集熱器回流至所述水電解換熱器；和/或，

所述燃料電池換熱器輸出的部分換熱液體能夠繞過所述金屬儲氫換熱器，并通過所述集熱器回流至所述燃料電池換熱器。

4.根據權利要求3所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述熱電聯供系統還包括三通閥，所述水電解換熱器的出口和燃料電池換熱器的出口交匯于所述三通閥的第一端口，所述三通閥的第二端口與所述散熱器的入口連接，所述三通閥的第三端口與所述集熱器的入口連接，所述三通閥用于控制流經所述散熱器的換熱液體流量占流經所述第一端口的換熱液體流量的比例。

5.根據權利要求3或4所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述集熱器為集熱水箱，所述集熱水箱包括用于流通換熱液體的盤管，所述盤管浸泡于所述集熱水箱儲存的水中。

6.根據權利要求1所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述散熱器為散熱風扇。

7.一種熱電聯供系統的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如權利要求1至6中任一項所述的熱電聯供系統，所述控制方法包括：

在所述水電解器工作時，啟動所述散熱器，并根據所述散熱器出口側的溫度，控制所述散熱器的占空比；

在所述燃料電池工作，且所述散熱器出口側的溫度高于燃料電池預設溫度時，啟動所述散熱器，并根據所述散熱器入口側的溫度，控制所述散熱器的占空比。

8.根據權利要求7所述的熱電聯供系統，其特征在于，

在所述水電解器工作時，所述散熱器的占空比＝(所述散熱器出口側的溫度-水電解器預設溫度)*10，所述水電解器預設溫度為30～38℃；

在所述燃料電池工作時，所述散熱器的占空比＝(所述散熱器入口側的溫度-所述燃料電池預設溫度)/7*100，所述燃料電池預設溫度為55～65℃。

9.一種熱電聯供系統的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如權利要求5所述的熱電聯供系統，所述控制方法包括：

在所述水電解器工作時，控制所述三通閥的所述第二端口的開度為第一開度；在所述燃料電池工作時，根據所述散熱器的入口側的換熱液體溫度、所述散熱器的出口側的換熱液體溫度和/或所述集熱器的換熱液體溫度，控制所述第二端口的開度。

10.根據權利要求9所述的熱電聯供系統，其特征在于，所述第一開度為40％～60％。