一种燃料电池系统及具有该系统的车辆技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池系统，包括：燃料电池模组和用于接收燃料电池模组排放的热风的风道，风道连接用于回收热风能量的热交换装置，风道设有开度可调的、用于排气的排气风门；控制器，用于根据环境温度与当前热能需求量控制热交换装置的启停和排气风门的开度。本实用新型专利技术所提供的燃料电池系统通过将燃料电池模组的风道与热交换系统连接，通过热交换系统获取能量并进行进一步的利用，控制器与根据当前环境温度和当前热能需求量控制热交换装置的开启与关闭，同时控制排气风门的开度，能够实现热能的回收利用，以便提高能量的有效利用率。本实用新型专利技术还提供了一种包括上述燃料电池系统的车辆。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池设备
，更具体地说，涉及一种燃料电池系统。此外，本技术还涉及一种包括上述燃料电池系统的车辆。
技术介绍
燃料电池的应用已经涉及到电站、通信基站紧急备用电源、家庭用电系统电源和便携式电子器件等众多领域。目前，燃料电池的应用可以降低制造和生活中对石油的依赖，也具有价格便宜、排放尾气无污染等优点。燃料电池作为一种环保清洁的新能源，越来越受到人们的欢迎。在上述应用领域中，燃料电池已经能够较好的应用在地面静止的供电需求场合，然而，虽然在技术上已具有一定的成熟度，但目前燃料模组的设计和研发成本较高，普遍高出市场接受范围；另一方面，燃料电池系统的集成应用还存在诸多未解决的问题，如在车辆等移动交通工具上应用时，燃料电池系统及箱体通常需布置在车辆外部，而作为电力供应装置，燃料电池需要解决燃料电池箱体的防水防尘、隔热、通风冷却、尾气排放等问题，同时还要考虑如何提高能量的利用效率，如何对排放尾气热量进行回收利用等问题。所以，目前在交通设备领域，燃料电池还未大面积进行推广应用。综上所述，如何提供一种能够提高能量的利用效率的燃料电池系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统能够提高能量的利用效率。本技术的另一目的是提供一种包括上述燃料电池系统的车辆，该车辆的能源利用率高。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种燃料电池系统，包括：燃料电池模组和用于接收所述燃料电池模组排放的热风的风道，所述风道连接用于回收所述热风能量的热交换装置，所述风道设有开度可调的、用于排气的排气风门；控制器，用于根据环境温度与当前热能需求量控制所述热交换装置的启停和所述排气风门的开度。优选的，所述风道通过燃料分配器连接于所述燃料电池模组，所述燃料分配器与主燃料箱连接。优选的，所述燃料分配器一侧设有用于检测燃料泄漏的燃料检测装置，所述燃料检测装置设有用于当检测到燃料泄漏时进行报警的报警器。优选的，所述风道包括密闭的通道本体，所述通道本体通过隔板形成两个通道腔，一个所述通道腔设有反应气体连接孔，所述反应气体连接孔连接所述燃料电池模组的反应气体排气管；另一个所述通道腔设有冷却排气连接孔，所述冷却排气连接孔连接所述燃料电池模组的冷却气体排气管。优选的，设置于燃料电池箱体本体上的盖板设有用于通风的夹层，所述夹层具有中空回形结构。优选的，设置于燃料电池箱体本体上的过滤板包括用于对外部导入气体进行流速提升的前部加速导流管和用于将高流速气体中的杂质分离的分离管，所述分离管包括至少两级。优选的，所述燃料电池模组为甲醇水燃料电池模组。优选的，所述燃料电池模组与车辆的直流电源连接。一种车辆，包括燃料电池系统，所述燃料电池系统为上述任意一项所述的燃料电池系统。本技术所提供的燃料电池系统通过将燃料电池模组的风道与热交换系统连接，通过热交换系统获取能量并进行进一步的利用，控制器与根据当前环境温度和当前热能需求量控制热交换装置的开启与关闭，同时控制排气风门的开度，能够实现热能的回收利用，以便提高能量的有效利用率。本技术还提供了一种包括上述燃料电池系统的车辆。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术所提供的一种燃料电池系统的具体实施例的结构示意图；图2为本技术图1的右视图；图3为本技术图1的左视图；图4为本技术图1的俯视图；图5为本技术所提供的一种燃料电池系统中燃料分配器的具体实施例一的正视图；图6为本技术图5的俯视图；图7为本技术所提供的一种燃料电池系统中燃料分配器的具体实施例二的正视图；图8为本技术图7的俯视图；图9为本技术所提供的一种燃料电池系统中风道的具体实施例的正视图；图10为本技术图9的左视图；图11为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图一；图12为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图二；图13为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图三。上图1-13中：燃料电池箱体本体1、风道2、热交换装置3、排气风门4、盖板5、过滤板6、箱体安装座7、燃料电池模组8、燃料进口9、燃料回流口10、DC48V连接器11、高压连接器12、控制连接器13、反应气体连接孔14、冷却排气连接孔15、中间隔板16、抽风口17、燃料输送管18、燃料回收管19、燃料输入管20、燃料分配器21、电气控制盒22和燃料检测装置23。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。本技术的核心是提供一种燃料电池系统，该燃料电池系统能够提高能量的利用效率。本技术的另一核心是提供一种包括上述燃料电池系统的车辆，该车辆的能源利用率高。请参考图1至图13，图1为本技术所提供的一种燃料电池系统的具体实施例的结构示意图；图2为本技术图1的右视图；图3为本技术图1的左视图；图4为本技术图1的俯视图；图5为本技术所提供的一种燃料电池系统中燃料分配器的具体实施例一的正视图；图6为本技术图5的俯视图；图7为本技术所提供的一种燃料电池系统中燃料分配器的具体实施例二的正视图；图8为本技术图7的俯视图；图9为本技术所提供的一种燃料电池系统中风道的具体实施例的正视图；图10为本技术图9的左视图；图11为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图一；图12为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图二；图13为本技术所提供的一种燃料电池系统的冷却示意图三。本技术所提供的一种燃料电池系统，主要用于储能车辆或储能移动交通工具上，包括：燃料电池模组8、风道2、热交换装置3和控制器。燃料电池模组8用于为车辆的牵引电机提供能量，风道2用于接收燃料电池模组8排放的热风，风道2连接热交换装置3，热交换装置3用于回收热风能量，风道2设有排气风门4，排气风门4为开度可调的风门，主要用于排气。控制器用于根据环境温度与当前热能需求量控制热交换装置3的启停和排气风门4的开度。需要说明的是，燃料电池模组8为车辆的供能装置，通常由于燃料电池的作用会产生一定的能量，并通过废气排出。排气风门4位于风道2上，排气风门4的开放状态机大小可控。请参考图1、图11至图13，当热风被风机及热交换系统3全部抽取利用时，排气风门4关闭；当热风被风机及热交换系统3部分抽取利用时，即燃料电池模组8排放的热风量大于热风回收利用需求时，排气风门4部分打开，剩余的热风通过排气风门4排放至外界；当不需要利用燃料电池模组8排放的热风时，风机及热交换系统3停止工作，排气风门4全部打开，所以热风通过排气风门4排放至外界。本技术所提供的燃料电池系统通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池模组(8)和用于接收所述燃料电池模组(8)排放的热风的风道(2)，所述风道(2)连接用于回收所述热风能量的热交换装置(3)，所述风道(2)设有开度可调的、用于排气的排气风门(4)；控制器，用于根据环境温度与当前热能需求量控制所述热交换装置(3)的启停和所述排气风门(4)的开度。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：燃料电池模组(8)和用于接收所述燃料电池模组(8)排放的热风的风道(2)，所述风道(2)连接用于回收所述热风能量的热交换装置(3)，所述风道(2)设有开度可调的、用于排气的排气风门(4)；控制器，用于根据环境温度与当前热能需求量控制所述热交换装置(3)的启停和所述排气风门(4)的开度。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述风道(2)通过燃料分配器(21)连接于所述燃料电池模组(8)，所述燃料分配器(21)与主燃料箱连接。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料分配器(21)一侧设有用于检测燃料泄漏的燃料检测装置(23)，所述燃料检测装置(23)设有用于当检测到燃料泄漏时进行报警的报警器。4.根据权利要求1至3任意一项所述的燃料电池系统，其特征在于，所述风道(2)包括密闭的通道本体，所述通道本体通过隔板(16)形成两个通道腔，一个所述通道腔设有反应气...

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