燃料电池控制系统和燃料电池装置制造方法及图纸

本申请涉及一种燃料电池控制系统和燃料电池装置。所述燃料电池控制系统包括气液换热装置和液体换热装置。所述气液换热装置包括气液换热装置入口、气液换热装置出口、气体入口和气体出口。所述气液换热装置入口用于连接氢气储存装置。所述气体入口用于输入空气。所述气体出口用于连接所述空气入口。所述液体换热装置包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口。所述第一入口与所述气液换热装置出口连接。所述第一出口用于连接所述氢气入口。所述第二入口用于连接所述冷却水出口，所述第二出口用于连接所述冷却水入口。从所述气液换热装置输出低温氢气可以进入所述液体换热装置，并在所述液体换热装置与经过给所述燃料电池换热的冷却水进行热交换，可以充分利用能源。

Fuel Cell Control System and Fuel Cell Device

The present application relates to a fuel cell control system and a fuel cell device. The fuel cell control system comprises a gas-liquid heat exchanger and a liquid heat exchanger. The gas-liquid heat exchanger comprises an inlet of the gas-liquid heat exchanger, an outlet of the gas-liquid heat exchanger, a gas inlet and a gas outlet. The inlet of the gas-liquid heat exchanger is used to connect the hydrogen storage device. The gas inlet is used for inputting air. The gas outlet is used to connect the air inlet. The liquid heat exchanger comprises a first inlet, a first outlet, a second inlet and a second outlet. The first inlet is connected with the outlet of the gas-liquid heat exchanger. The first outlet is used to connect the hydrogen inlet. The second inlet is used to connect the cooling water outlet, and the second outlet is used to connect the cooling water inlet. The low temperature hydrogen gas output from the gas-liquid heat exchanger can enter the liquid heat exchanger, and heat exchanges between the liquid heat exchanger and the cooling water heat exchanged to the fuel cell can make full use of energy.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池控制系统和燃料电池装置
本申请涉及电池领域，特别是涉及一种燃料电池控制系统和燃料电池装置。
技术介绍
液态储供氢系统是当前储氢密度最高的储氢方式，也是目前车用质子交换膜燃料电池控制系统储氢技术的前沿研究领域，其使用液态储氢代替目前普遍使用的35Mpa或70Mpa高压气态储氢，气瓶重量储氢密度可达70MPa高压气态储氢的2倍以上，体积储氢密度也可达1.5倍以上。若液态储供氢系统成功在质子交换膜燃料电池汽车上商业化，将大大提高质子交换膜燃料电池汽车的续驶里程，储氢系统所占体积也将大大减小。传统技术中，液氢汽化所需热量绝大部分由电加热提供，消耗电能多，造成系统能量利用效率降低。
技术实现思路
基于此，有必要针对液氢汽化所需热量绝大部分由电加热提供，消耗电能多，造成系统能量利用效率降低的问题，提供一种燃料电池控制系统和燃料电池装置。一种燃料电池控制系统，所述燃料电池包括氢气入口、冷却水入口、冷却水出口和空气入口，包括：气液换热装置，包括气液换热装置入口、气液换热装置出口、气体入口和气体出口，所述气液换热装置入口用于连接氢气储存装置，所述气体入口用于输入空气，所述气体出口用于连接所述空气入口；液体换热装置，包括第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，所述第一入口与所述气液换热装置出口连接，所述第一出口用于连接所述氢气入口，所述第二入口用于连接所述冷却水出口，所述第二出口用于连接所述冷却水入口。在一个实施例中，还包括：第一加热器，连接于所述第一出口和所述氢气入口之间，用于对输入所述氢气入口的氢气加热。在一个实施例中，还包括氢气喷射装置，连接于所述第一出口和所述氢气入口之间，所述第一加热器设置于所述第一出口和所述氢气喷射装置之间。在一个实施例中，还包括：缓冲罐，连接于所述第一出口和所述氢气喷射装置的入口之间，所述第一加热器设置于所述第一出口和所述缓冲罐之间；第三开关装置，连接于所述第一出口、所述缓冲罐的入口和所述氢气储存装置之间；第四开关装置，连接于所述氢气喷射装置的入口、所述缓冲罐的出口和氢气储存装置之间。在一个实施例中，还包括：第一开关装置，连接于所述冷却水出口和所述第二入口之间；第二开关装置，连接于所述冷却水出口和所述冷却水入口之间。在一个实施例中，还包括：供暖换热装置，包括第三入口、第三出口、第四入口和第四出口，所述第三入口与所述冷却水出口连接，所述第三出口与所述第一开关装置和所述第二开关装置连接；取暖系统，连接于所述第四入口和所述第四出口之间。在一个实施例中，所述取暖系统包括依次连的第二水泵、第三加热器、除霜器和取暖装置，所述第二水泵的入口与所述第四出口连接，所述取暖装置的出口与所述第四入口连接。在一个实施例中，还包括：第五开关装置，连接于所述取暖装置的出口和所述第四入口之间；动力电池包，连接于所述第五开关装置的两端。在一个实施例中，还包括：第六开关装置，所述第六开关装置的两端分别连接于所述第五开关装置的入口和所述动力电池包之间。在一个实施例中，还包括：第七开关装置，所述第七开关装置的一端连接于所述取暖装置的出口，另一端连接于所述第五开关装置的入口和所述第六开关装置的入口。在一个实施例中，还包括第一温度传感器，设置于所述第一出口。在一个实施例中，还包括散热装置，接于所述第二出口和所述冷却水入口之间。在一个实施例中，还包括第一水泵，连接于所述散热装置和所述冷却水入口之间。在一个实施例中，还包括第二加热器，连接于所述第一水泵和所述冷却水入口之间。一种燃料电池装置，还包括所述的燃料电池控制系统，还包括所述燃料电池。本申请实施例提供的所述燃料电池控制系统。从所述气体入口输入的空气和从所述气液换热装置入口流入的液氢在所述气液换热装置中完成第一次热交换，所述液氢的温度升高，空气的温度也会降低，可以节省空气压缩机中冷器的使用，简化设备结构，节省能源。从所述气液换热装置输出低温氢气可以进入所述液体换热装置，并在所述液体换热装置与经过给所述燃料电池换热的冷却水进行热交换，因而可以进一步提高所述低温氢气的温度，并可以降低所述冷却水的温度。因而可以省去对氢气进行升温的设备，可以充分利用能源，节约成本，提高所述燃料电池控制系统的能量利用率。附图说明图1为本申请实施例提供的燃料电池控制系统示意图；图2为本申请另一个实施例提供的燃料电池控制系统示意图。附图标记说明：燃料电池控制系统10燃料电池100氢气入口110冷却水入口120冷却水出口130空气入口140空气压缩机150气液换热装置210气液换热装置入口211气液换热装置出口212气体入口213气体出口214液体换热装置220第一入口221第一出口222第二入口223第二出口224第一加热器230氢气喷射装置240缓冲罐250第一开关装置261第二开关装置262第三开关装置263第四开关装置264供暖换热装置270第三入口271第三出口272第四入口273第四出口274取暖系统280第二水泵290第三加热器310除霜器320取暖装置330取暖器331第五开关装置265第六开关装置266动力电池包340第一温度传感器350散热装置360第一水泵370第二加热器380氢气储存装置390压力传感器410减压阀420第二温度传感器430散热器440第三水泵450第一水箱460第二水箱470电子节温器480具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的燃料电池控制系统和燃料电池装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。请参见图1，本申请实施例提供一种燃料电池控制系统10。所述燃料电池100包括氢气入口110、冷却水入口120和冷却水出口130。所述燃料电池控制系统10包括气液换热装置210和液体换热装置220。所述气液换热装置210包括气液换热装置入口211、气液换热装置出口212、气体入口213和气体出口214。所述气液换热装置入口211用于连接氢气储存装置390。所述气体入口213用于输入空气。所述气体出口214用于连接所述空气入口140。所述液体换热装置22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池控制系统，所述燃料电池(100)包括氢气入口(110)、冷却水入口(120)、冷却水出口(130)和空气入口(140)，其特征在于，包括：气液换热装置(210)，包括气液换热装置入口(211)、气液换热装置出口(212)、气体入口(213)和气体出口(214)，所述气液换热装置入口(211)用于连接氢气储存装置(390)，所述气体入口(213)用于输入空气，所述气体出口(214)用于连接所述空气入口(140)；液体换热装置(220)，包括第一入口(221)、第一出口(222)、第二入口(223)和第二出口(224)，所述第一入口(221)与所述气液换热装置出口(212)连接，所述第一出口(222)用于连接所述氢气入口(110)，所述第二入口(223)用于连接所述冷却水出口(130)，所述第二出口(224)用于连接所述冷却水入口(120)。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池控制系统，所述燃料电池(100)包括氢气入口(110)、冷却水入口(120)、冷却水出口(130)和空气入口(140)，其特征在于，包括：气液换热装置(210)，包括气液换热装置入口(211)、气液换热装置出口(212)、气体入口(213)和气体出口(214)，所述气液换热装置入口(211)用于连接氢气储存装置(390)，所述气体入口(213)用于输入空气，所述气体出口(214)用于连接所述空气入口(140)；液体换热装置(220)，包括第一入口(221)、第一出口(222)、第二入口(223)和第二出口(224)，所述第一入口(221)与所述气液换热装置出口(212)连接，所述第一出口(222)用于连接所述氢气入口(110)，所述第二入口(223)用于连接所述冷却水出口(130)，所述第二出口(224)用于连接所述冷却水入口(120)。2.如权利要求1所述的燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：第一加热器(230)，连接于所述第一出口(222)和所述氢气入口(110)之间，用于对输入所述氢气入口(110)的氢气加热。3.如权利要求2所述的燃料电池控制系统，其特征在于，还包括氢气喷射装置(240)，连接于所述第一出口(222)和所述氢气入口(110)之间，所述第一加热器(230)设置于所述第一出口(222)和所述氢气喷射装置(240)之间。4.如权利要求3所述的燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：缓冲罐(250)，连接于所述第一出口(222)和所述氢气喷射装置(240)的入口之间，所述第一加热器(230)设置于所述第一出口(222)和所述缓冲罐(250)之间；第三开关装置(263)，连接于所述第一出口(222)、所述缓冲罐(250)的入口和所述氢气储存装置(390)之间；第四开关装置(264)，连接于所述氢气喷射装置(240)的入口、所述缓冲罐(250)的出口和氢气储存装置(390)之间。5.如权利要求1所述的燃料电池控制系统，其特征在于，还包括：第一开关装置(261)，连接于所述冷却水出口(130)和所述第二入口(223)之间；第二开关装置(262)，连接于所述冷却水出口(130)和所述冷却水入口(120)之间。6.如权利要求5所述的燃料电池控制系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梁飞，徐领，李建秋，欧阳明高，胡尊严，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11