氢氧混合燃料电池系统及燃料电池汽车技术方案

本实用新型专利技术公开一种氢氧混合燃料电池系统及燃料电池汽车，其中氢氧混合燃料电池系统包括氢氧混合燃料电池、空气供应支路、空气排出支路、氢气供应支路、氢气排出支路和水热管理系统。水热管理系统不但具有与氢氧混合燃料电池进行热交换的第一冷却液管路，还具有与空气供应支路进行热交换的第二冷却液管路。因此，在冷启动时，可以通过对冷却液进行加热，进而提高空气供应支路向氢氧混合燃料电池阴极供应空气的温度，实现了利用空气对氢氧混合燃料电池阴极进行加热，这样空气与冷却液共同对氢氧混合燃料电池进行加热，提高了氢氧混合燃料电池的加热速率，进而提高了用户体验。

Hydrogen oxygen hybrid fuel cell system and fuel cell vehicle

The utility model discloses a hydrogen oxygen hybrid fuel cell system and a fuel cell vehicle, wherein the hydrogen oxygen hybrid fuel cell system comprises a hydrogen oxygen hybrid fuel cell, an air supply branch, an air discharge branch, a hydrogen supply branch, a hydrogen discharge branch and a water heat management system. The water heat management system not only has the first coolant pipeline for heat exchange with the hydrogen oxygen hybrid fuel cell, but also has the second coolant pipeline for heat exchange with the air supply branch. Therefore, during the cold start, the temperature of air supplied by the air supply branch to the cathode of the hydrogen oxygen hybrid fuel cell can be increased by heating the coolant, so that the cathode of the hydrogen oxygen hybrid fuel cell can be heated by using air. In this way, the air and the coolant can heat the hydrogen oxygen hybrid fuel cell together, which improves the heating rate of the hydrogen oxygen hybrid fuel cell And improve the user experience.

【技术实现步骤摘要】
氢氧混合燃料电池系统及燃料电池汽车
本技术涉及燃料电池汽车
，更具体地说，涉及氢氧混合燃料电池系统及燃料电池汽车。
技术介绍
燃料电池汽车也是电动汽车，燃料电池汽车中的动力电池是氢氧混合燃料电池。氢氧混合燃料电池指的是利用氢气和氧气的化学反应，产生电能的装置。氢氧混合燃料电池系统包括氢氧混合燃料电池、空气供应系统、氢气供应系统、水热管理系统和电控系统等。氢氧混合燃料电池产生电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥和/或后桥等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。氢氧混合燃料电池内的温度低于冰点时，氢氧混合燃料电池工作产生的水会发生冻结。在氢氧混合燃料电池内的温度上升到零度之前，催化层内的水如果发生冻结，电化学反应将会因反应区域的冰封而停止，同时水结冰体积膨胀，会对膜电极组件的结构产生严重的破坏，进而导致冷启动失败。因此氢氧混合燃料电池冷启动需要辅助加热方法。目前辅助加热方式有两种，一种是利用电加热器对冷却液进行升温，从而利用冷却液对氢氧混合燃料电池进行升温，以此达到氢氧混合燃料电池的启动温度；第二种是利用空压机产生高温气体对氢氧混合燃料电池进行加热，以此达到氢氧混合燃料电池的启动温度。但是，目前的辅助加热方式加热速率较慢，导致燃料电池汽车的冷启动时间较长，降低了用户体验。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出氢氧混合燃料电池及燃料电池汽车，欲实现提高冷启动过程中的加热速率的目的。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种氢氧混合燃料电池系统，包括：氢氧混合燃料电池；与所述氢氧混合燃料电池的阴极连接的空气供应支路；与所述氢氧混合燃料电池的阴极连接的空气排出支路；与所述氢氧混合燃料电池的阳极连接的氢气供应支路；与所述氢氧混合燃料电池的阳极连接的氢气排出支路；以及水热管理系统，所述水热管理系统包括用于与所述氢氧混合燃料电池进行热交换的第一冷却液管路，和用于与所述空气供应支路进行热交换的第二冷却液管路。可选的，所述氢氧混合燃料电池系统，还包括：连通所述空气供应支路与所述氢气供应支路的连通管路，所述连通管路设置有电磁阀。可选的，所述第一冷却液管路包括阴极冷却液管路和阳极冷却液管路；所述与所述氢氧混合燃料电池的阴极进行热交换的阴极冷却液管路，和与所述氢氧混合燃料电池的阳极进行热交换的阳极冷却液管路。可选的，所述第二冷却液管路具体用于与所述空气供应支路的电动空压机和/或中冷器进行热交换。可选的，所述氢氧混合燃料电池系统，还包括：用于对所述氢气排出支路的排氢阀进行加热的加热装置。一种燃料电池汽车，上述任意一种氢氧混合燃料电池系统。与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：上述技术方案提供的氢氧混合燃料电池系统及燃料电池汽车，包括的水热管理系统不但具有与氢氧混合燃料电池进行热交换的第一冷却液管路，还具有与空气供应支路进行热交换的第二冷却液管路。因此，在冷启动时，可以通过对冷却液进行加热，进而提高空气供应支路向氢氧混合燃料电池阴极供应空气的温度，实现了利用空气对氢氧混合燃料电池阴极进行加热，这样空气与冷却液共同对氢氧混合燃料电池进行加热，提高了氢氧混合燃料电池的加热速率，进而提高了用户体验。进一步的，将空气供应支路与氢气供应支路通过管路连通，加热后的空气引入到氢气供应支路，对氢氧混合燃料电池阳极进行加热，进一步提高了加热速率；且对氢氧混合燃料电池的阴极和阳极同时供给气体，保证了膜两边压力差在限值范围内；以及加热后的空气引入氢气供应支路，会通过氢气排出支路排出，因此还可以对氢气排出支路中的氢气循环泵进行加热，降低氢气循环泵的转子被冻住不能工作的风险。设置对氢气排出支路的排氢阀进行加热的加热装置，在冷启动时，可以融化排氢阀中的冰，降低排氢阀因为结冰不能工作的风险。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为本技术实施例提供的一种氢氧混合燃料电池系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种水热管理系统的结构示意图；图3为本技术实施例提供的另一种氢氧混合燃料电池系统的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种氢气排出支路和氢气供应支路的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种空气供应支路和空气排出支路的结构示意图。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。参见图1，本实施例提供一种氢氧混合燃料电池系统，包括：氢氧混合燃料电池11、空气供应支路12、空气排出支路13、氢气供应支路14、氢气排出支路15和水热管理系统16。氢氧混合燃料电池11指的是利用氢气和氧气的化学反应，产生电能的装置。空气供应支路12和空气排出支路13分别与氢氧混合燃料电池11的阴极连接。空气供应支路12连接氢氧混合燃料电池11阴极的空气入口，向氢氧混合燃料电池11阴极传输空气；空气排出支路13连接氢氧混合燃料电池11阴极的空气出口，经过氢氧混合燃料电池11阴极的空气通过空气排出支路13排出。氢气供应支路14和氢气排出支路15，分别与氢氧混合燃料电池11的阳极连接。氢气供应支路14连接氢氧混合燃料电池11阳极的氢气入口，向氢氧混合燃料电池11阳极传输氢气；氢气排出支路15连接氢氧混合燃料电池11阳极的氢气出口，经过氢氧混合燃料电池11阴极的氢气通过氢气排出支路15排出。水热管理系统16包括第一冷却液管路161和第二冷却液管路162。第一冷却液管路161相对氢氧混合燃料电池11设置，用于与氢氧混合燃料电池161进行热交换。第二冷却液管路162相对空气供应支路12设置，用于与空气供应支路12进行热交换。在冷启动时，水热管理系统16的加热装置对冷却液进行加热，进而提高空气供应支路12向氢氧混合燃料电池11阴极供应空气的温度，实现了利用空气对氢氧混合燃料电池11阴极进行加热，这样空气与冷却液共同对氢氧混合燃料电池11进行加热，在不增加太大成本的前提下，提高了氢氧混合燃料电池11的加热速率。参见图2，本实施例提供了一种水热管理系统，包括阴极冷却液管路1611、阳极冷却液管路1612、第二冷却液管路162、水循环泵163、过滤器164、电子节温器165、电加热器166、散热器167、三通管件168和四通管件169。水循环泵163、过滤器164、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，包括：/n氢氧混合燃料电池；/n分别与所述氢氧混合燃料电池的阴极连接的空气供应支路和空气排出支路；/n分别与所述氢氧混合燃料电池的阳极连接的氢气供应支路和氢气排出支路；/n以及水热管理系统，所述水热管理系统包括用于与所述氢氧混合燃料电池进行热交换的第一冷却液管路，和用于与所述空气供应支路进行热交换的第二冷却液管路。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，包括：
氢氧混合燃料电池；
分别与所述氢氧混合燃料电池的阴极连接的空气供应支路和空气排出支路；
分别与所述氢氧混合燃料电池的阳极连接的氢气供应支路和氢气排出支路；
以及水热管理系统，所述水热管理系统包括用于与所述氢氧混合燃料电池进行热交换的第一冷却液管路，和用于与所述空气供应支路进行热交换的第二冷却液管路。


2.根据权利要求1所述的氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，还包括：
连通所述空气供应支路与所述氢气供应支路的连通管路，所述连通管路设置有电磁阀。


3.根据权利要求1所述的氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，所述第一冷却液管路包括阴极冷却液管路和阳极冷却液管路；
所述与所述氢氧混合燃料电池的阴极进行热交换的阴极冷却液管路，和与所述氢氧混合燃料电池的阳极进行热交换的阳极冷却液管路。


4.根据权利要求1所述的氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，所述第二冷却液管路具体用于与所述空气供应支路的电动空压机和/或中冷器进行热交换。


5.根据权利要求1～4任意一项所述的氢氧混合燃料电池系统，其特征在于，还包括：
用于对所述氢气排出支路的排氢阀进行加热的加热装置。


6.一种燃料电池汽车，包括氢氧混合燃料电池系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：台述鹏，王晓阳，郗富强，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37