一种电动车辆及其燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电动车辆的燃料电池，包括相互并联的甲醇重整制氢电池与超级电容，所述超级电容的输出端连接有用以对所述甲醇重整制氢电池的重整室进行加热的电磁加热器，还包括用以向所述重整室释放热量的热交换器。本发明专利技术还公开了一种包括上述燃料电池的电动车辆。上述燃料电池，能够将启动时间由原来的45分钟提升至5分钟内，有效解决了甲醇重整制氢电池启动时间较长的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，特别涉及一种燃料电池。本专利技术还涉及一种具有该燃料电池的电动车辆。
技术介绍
甲醇重整制氢燃料电池目前主要用做固定场所发电设备及不间断电源。由于其启动与停机时间较长，调节响应速度慢，功率跟随性能软，无法直接作为主动力源应用于新能源汽车。通过利用甲醇重整制氢燃料电池作为增程发电设备与电池或超级电容混合储能是当前解决新能源电动汽车续航里程的一种方法。混合储能解决了甲醇重整燃料电池直接应用于新能源汽车时调节响应速度慢，功率跟随性能软的缺陷。但是甲醇重整制氢燃料电池启动与停机时间长等问题依然存在。本专利技术专利通过引入快速启动和停机流程与控制实现其性能的极大提升；同时对尾气加入相应的处理方法和流程提升系统的比能量。解决大规模应用时甲醇混合液的配置问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料电池，该燃料电池可以解决启动时间较长的问题。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述燃料电池的电动车辆。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于电动车辆的燃料电池，包括相互并联的甲醇重整制氢电池与超级电容，所述超级电容的输出端连接有用以对所述甲醇重整制氢电池的重整室进行加热的电磁加热器，还包括用以向所述重整室释放热量的热交换器。相对于上述
技术介绍
，本专利技术利用与超级电容相连的电磁加热器对甲醇重整制氢电池的重整室进行加热，从而能够快速实现重整室的温度提升；并且利用热交换器释放热量于重整室，能够将启动时间由原来的45分钟提升至5分钟内，有效解决了甲醇重整制氢电池启动时间较长的问题。优选地，还包括与所述热交换器连通的热罐与冷罐，所述热罐与所述冷罐连通；所述热交换器分别与所述甲醇重整制氢电池的燃烧室和所述重整室连通；当所述燃烧室的热量经过所述热交换器，所述冷罐内的介质流经所述热交换器且将所述燃烧室的热量储存于所述热罐。优选地，还包括用以将所述燃烧室的热量加速吹至所述热交换器的鼓风机。优选地，还包括用以喷射甲醇混合液的电喷装置。优选地，所述电喷装置与所述热交换器相连，以实现对所述甲醇混合液的加热气化。优选地，还包括与所述甲醇重整制氢电池的燃烧室连接用以将水蒸气冷凝成液体的冷凝器，所述冷凝器与用以配比甲醇混合液的水箱相连。优选地，还包括与所述重整室相连的反应堆，所述反应堆与所述甲醇重整制氢电池的燃烧室相连，用以将所述反应堆的尾气导入所述燃烧室内。优选地，所述重整室与所述燃烧室之间设置连接通道；所述重整室与反应堆之间设置用以控制所述重整室的反应剩余气通过所述连接通道进入所述燃烧室的换向阀。优选地，所述重整室与所述换向阀之间还设置换热部件。本专利技术还提供一种电动车辆，包括上述任一项所述的燃料电池。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的燃料电池的结构示意图。其中：1-超级电容、2-燃烧室、3-重整室、4-热罐、5-热交换器、6-冷罐、7-冷凝器、8-换向阀、9-反应堆、10-电路输出转换电路、11-换热器、12-第一电喷、13-第二电喷、14-缓存罐、15-过滤器、16-换热部件、17-鼓风机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本专利技术实施例所提供的燃料电池的结构示意图。本专利技术提供的燃料电池，主要包括相互并联的甲醇重整制氢电池与超级电容1，甲醇重整制氢电池包括燃烧室2与重整室3，燃烧室2与重整室3相邻设置。如
技术介绍
可知，现有技术中的甲醇重整制氢电池需要将重整室温度需加热到合适的温度，重整反应才会稳定进行；而原有甲醇重整制氢燃料电池采用外接的低压48V控制蓄电池来加热，因此功率不能做到很大。当采用本专利技术所述的甲醇重整制氢电池与超级电容1并联时，甲醇重整制氢电池可以充分利用超级电容1大功率放电特点，将电磁加热器与超级电容1的输出端相连，可以实现快速加热。除此之外，还利用热交换器5向重整室3释放热量，从而快速加热甲醇重整制氢燃料电池的重整室3。当然，电磁加热器最终将热量传递至重整室3，然而电磁加热器可以加热燃烧室2，使得燃烧室2所受到的热量传递至重整室3，从而最终实现重整室3的温度升高。如说明书附图1所示，甲醇重整制氢燃料电池接收到启动指令后，电磁加热器接通超级电容1，超级电容1具有高电压(250V-750V)大功率放电的特点，可实现大功率加热燃烧室2，从而将热量从燃烧室2传递至重整室3；热交换器5主要将燃烧室2内的热传递给燃烧室供甲醇重整反应使用，同时为甲醇混合液的汽化提供热量。上述热交换器5可以有多种设置方式，对于其向重整室3释放热量的方式有多种，本文给出以下最优实施方式。热交换器5连通热罐4与冷罐6，热罐4与冷罐6连通；且热交换器5分别与重整室3和燃烧室2连通。当甲醇重整制氢燃料电池停机时，打开热罐4与冷罐6的联通阀，冷罐6中的热介质在压力的作用下流经热交换器5，吸热并流入热罐4中。当热罐4气压达到一定压力时，关闭联通阀。当甲醇重整制氢燃料电池启动时，通过打开联通阀，压缩热罐4内的热介质，热介质流经热交换器5，热介质中的热量传导到热交换器5，快速提高热交换器5的温度；同时启动上述电磁加热器进行加热，只需几十秒可将重整室3内温度提升到稳定工作状态。通过对于热罐4的利用，不仅有效地利用了停机时燃烧室2的多余热量，而且为启动时提供了大量的热量，节约了热能，有效提高了启动速度。说明书附图1中的甲醇混合液、过滤器15以及缓存罐14为甲醇重整制氢燃料电池提供稳定的燃料供给。甲醇混合液通过热交换器5加热气化。位于热罐4与热交换器5之间的第一电磁阀以及位于冷罐6与热交换器5之间的第二电磁阀可以控制热罐4与冷罐6的联通。在上述甲醇重整制氢燃料电池停机过程中，还可以加大鼓风机17的风速，使大量反应热量通过热交换器5，导通冷罐6与热罐4的通道，压缩冷罐6内介质流过热交换器5，吸收热量，快速降温，并将热量存储在热罐内，以备下一次启动使用。为提升甲醇重整制氢燃料电池的响应速度，本专利技术还设置电喷式甲醇用量控制；第一电喷12与第二电喷13可实现快速调节甲醇混合液的用量；当燃料电池接收到功率需求时，根据预先计算好的甲醇水用量比例，电控喷射与预设功率对应的甲醇混合液，以此达到快速调控内部重整制氢量，从而达到控制电堆功率，如说明书附图1所示的第一电喷12与第二电喷13。并且电喷装置与热交换器5相连，以实现对甲醇混合液的加热气化。具体来说，在甲醇重整制氢燃料电池启动过程中，通过超级电容1给电磁加热器供电，快速提升重整室3的温度，联通热罐4与冷罐6，快速释放热罐4中热量提升热交换器5的温度。然后启动第一电喷12，将甲醇混合液喷入燃烧室2，同时控制空气阀将空气过滤后导入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动车辆的燃料电池，其特征在于，包括相互并联的甲醇重整制氢电池与超级电容，所述超级电容的输出端连接有用以对所述甲醇重整制氢电池的重整室进行加热的电磁加热器，还包括用以向所述重整室释放热量的热交换器。

【技术特征摘要】
1.一种用于电动车辆的燃料电池，其特征在于，包括相互并联的甲醇重整制氢电池与超级电容，所述超级电容的输出端连接有用以对所述甲醇重整制氢电池的重整室进行加热的电磁加热器，还包括用以向所述重整室释放热量的热交换器。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，还包括与所述热交换器连通的热罐与冷罐，所述热罐与所述冷罐连通；所述热交换器分别与所述甲醇重整制氢电池的燃烧室和所述重整室连通；当所述燃烧室的热量经过所述热交换器，所述冷罐内的介质流经所述热交换器且将所述燃烧室的热量储存于所述热罐。3.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，还包括用以将所述燃烧室的热量加速吹至所述热交换器的鼓风机。4.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，还包括用以喷射甲醇混合液的电喷装置。5.根据权利要求4所述的燃料电池，其特征在于，所述电喷装置与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨颖，毛业军，杜求茂，王建荣，陈建林，龙源，邓谊柏，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43