防结冰引射器、燃料电池及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种防结冰引射器、燃料电池及其控制方法，涉及燃烧电池设备的技术领域，包括引射器主体和循环加热腔；循环加热腔设置有进液口和出液口；通过对引射器主体的结构进行改进，将循环加热腔罩设于引射器主体的外部，进液口将燃料电池的水热管理系统的高温冷却液输送至循环加热腔内部；通过利用燃料电池的水热管理系统的部分热量来对引射器主体进行加热，使其在燃料电池电堆启动之前就处于温热状态，防止引射器因结冰而影响到工作性，缓解了现有技术中存在的引射器内部的循环气体中水蒸气冷凝析出，会在引射器内部发生结冰、结霜现象，影响引射器工作性能的技术问题。影响引射器工作性能的技术问题。影响引射器工作性能的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
防结冰引射器、燃料电池及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃烧电池设备
，尤其是涉及一种防结冰引射器、燃料电池及其控制方法。

技术介绍

[0002]在燃料电池系统控制过程中，阳极氢气循环是必不可少的一部分，阳极氢气循环既能有效防止电堆内部水淹，又能减小氢气排放次数，提高氢气利用率。
[0003]在燃料电池系统正常工作状态下，从高压氢气瓶供应的主路气体和从电堆尾部经过气液分离器分离水分后循环回来的氢气、水蒸气、氮气组成的循环气体会在引射器混合室混合，混合气体最终重新进入电堆；但是在外界温度较低的情况下，由高压气瓶供应的主路气体温度也较低，会将循环气体中的水蒸气冷凝析出，甚至在引射器内部发生结冰、结霜现象，从而影响引射器的工作性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种防结冰引射器、燃料电池及其控制方法，以缓解现有技术中存在的引射器内部的循环气体中水蒸气冷凝析出，会在引射器内部发生结冰、结霜现象，影响引射器工作性能的技术问题。
[0005]本专利技术提供的一种防结冰引射器，应用于燃料电池上，包括：引射器主体；
[0006]所述循环加热腔设置有进液口和出液口；所述循环加热腔罩设于所述引射器主体的外部，且所述循环加热腔沿着所述引射器主体的圆周方向布置；
[0007]所述进液口分别与所述循环加热腔的一端和所述燃料电池的水热管理系统的出口连通，所述进液口用于将所述燃料电池的水热管理系统的高温冷却液输送至所述循环加热腔内部，所述循环加热腔用于对所述引射器主体内部加热；
[0008]所述出液口分别与所述循环加热腔的另一端和所述燃料电池的水热管理系统入口连通，所述出液口用于将换热后的冷却液回流至所述燃料电池的水热管理系统内。
[0009]在本专利技术较佳的实施例中，所述引射器主体包括引射器壳体、主路气路、循环气路和混合室；
[0010]所述引射器壳体内部设置有容置腔，所述主路气路、循环气路和混合室均位于所述引射器壳体的容置腔内部；
[0011]所述主路气路位于所述引射器壳体的端部，所述主路气路用于将所述燃料电池的主路氢气输送至所述容置腔内部，所述循环气路位于所述引射器壳体的一侧，所述循环气路用于将所述燃料电池的循环气体输送至所述容置腔内部，所述混合室用于将主路氢气和循环气体混合，所述循环加热腔罩设于所述混合室的外部，且所述循环加热腔通过所述引射器壳体与所述容置腔内部热交换。
[0012]在本专利技术较佳的实施例中，所述引射器主体还包括喷嘴和接收室；
[0013]所述喷嘴和所述接收室位于所述引射器壳体的容置腔内部，所述主路气路与所述
喷嘴连通，所述喷嘴远离所述主路气路的一侧与所述混合室连通，所述喷嘴用于将主路氢气输送至所述混合室内；
[0014]所述接收室位于所述喷嘴和所述混合室之间，所述循环气路与所述接收室连通，所述循环气路用于将循环气体输送至所述接收室内，所述接收室与所述混合室连通，所述接收室用于将循环气体输送至所述混合室内。
[0015]在本专利技术较佳的实施例中，所述引射器主体还包括扩散室；
[0016]所述扩散室位于所述混合室远离所述喷嘴的一端，所述扩散室沿着所述混合室的一端至另一端的内径逐渐增大，所述扩散室用于将所述混合室内部的混合气体输送至所述燃料电池的电堆。
[0017]本专利技术提供的一种燃料电池，包括水热管理系统和所述的防结冰引射器；
[0018]所述水热管理系统内部设置有液压泵，所述水热管理系统通过所述液压泵与所述进液口连通，所述液压泵用于限定所述水热管理系统内的冷却液自所述进液口向所述出液口的单向输送。
[0019]在本专利技术较佳的实施例中，还包括检测机构、控制机构和控制阀；
[0020]所述控制阀位于所述进液口和所述水热管理系统之间，所述水热管理系统通过所述控制阀与所述进液口连通；
[0021]所述检测机构位于所述引射器主体上，所述检测机构和所述控制阀分别与所述控制机构电信号连接，所述检测机构用于检测所述引射器主体内部流通混合气体的温度信息，并将此温度信息传输至所述控制机构处，所述控制机构预设有第一温度阈值和第二温度阈值，所述控制机构用于根据所述第一温度阈值控制所述控制阀开启，及，所述控制机构用于根据所述第二温度阈值控制所述控制阀关闭，以控制所述水热管理系统与所述进液口连通或关闭。
[0022]在本专利技术较佳的实施例中，还包括检测通道；
[0023]所述检测通道贯穿所述循环加热腔与所述引射器主体内部连通，所述检测机构位于所述检测通道内部，所述检测机构与所述引射器主体内部密封连接，所述检测机构用于伸入至所述引射器主体内部。
[0024]在本专利技术较佳的实施例中，所述检测机构包括温度传感器和固定基座；
[0025]所述固定基座和所述温度传感器均位于所述检测通道内部，且所述温度传感器通过所述固定基座与所述检测通道的内壁连接，所述温度传感器的一端伸入至所述引射器主体内部，且所述温度传感器与所述引射器主体的侧壁密封连接。
[0026]在本专利技术较佳的实施例中，所述控制阀包括电磁阀。
[0027]在本专利技术较佳的实施例中，还包括电堆；
[0028]所述电堆与所述水热管理系统循环连通，所述电堆用于与所述水热管理系统循环流通冷却液；
[0029]所述电堆与所述引射器主体连通，所述电堆用于接收所述引射器主体输送的燃料气体。
[0030]本专利技术提供的一种基于所述的燃料电池的控制方法，包括以下步骤：
[0031]检测引射器主体内部流通混合气体的温度信息；
[0032]预设引射器主体内部流通混合气体的第一温度阈值和第二温度阈值；
[0033]根据检测的温度信息和预设的第一温度阈值对比，当检测到的温度信息低于第一温度阈值时，打开控制阀和液压泵，以使冷却液热管系统内部的高温冷却液输送至循环加热腔内部；
[0034]根据检测的温度信息和预设的第二温度阈值对比，当检测到的温度信息高于第二温度阈值时，关闭控制阀和液压泵，以使冷却液热管系统内部和循环加热腔呈封闭状态。
[0035]在本专利技术较佳的实施例中，所述第一温度阈值的数值范围为：大于引射器主体内部结冰的临界温度；
[0036]所述第二温度阈值的数值范围为：小于燃料电池电堆入口的极限温度值。
[0037]本专利技术提供的一种防结冰引射器，应用于燃料电池上，包括：引射器主体；循环加热腔设置有进液口和出液口；通过对引射器主体的结构进行改进，将循环加热腔罩设于引射器主体的外部，且循环加热腔沿着引射器主体的圆周方向布置；进液口分别与循环加热腔的一端和燃料电池的水热管理系统的出口连通，进液口用于将燃料电池的水热管理系统的高温冷却液输送至循环加热腔内部，循环加热腔用于对引射器主体内部加热；出液口分别与循环加热腔的另一端和燃料电池的水热管理系统入口连通，出液口用于将换热后的冷却液回流至燃料电池的水热管理系统内；通过利用燃料电池的水热管理系统的部分热量来对引射器主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防结冰引射器，应用于燃料电池上，其特征在于，包括：引射器主体和循环加热腔；所述循环加热腔设置有进液口和出液口；所述循环加热腔罩设于所述引射器主体的外部，且所述循环加热腔沿着所述引射器主体的圆周方向布置；所述进液口分别与所述循环加热腔的一端和所述燃料电池的水热管理系统的出口连通，所述进液口用于将所述燃料电池的水热管理系统的高温冷却液输送至所述循环加热腔内部，所述循环加热腔用于对所述引射器主体内部加热；所述出液口分别与所述循环加热腔的另一端和所述燃料电池的水热管理系统入口连通，所述出液口用于将换热后的冷却液回流至所述燃料电池的水热管理系统内。2.根据权利要求1所述的防结冰引射器，其特征在于，所述引射器主体包括引射器壳体、主路气路、循环气路和混合室；所述引射器壳体内部设置有容置腔，所述主路气路、循环气路和混合室均位于所述引射器壳体的容置腔内部；所述主路气路位于所述引射器壳体的端部，所述主路气路用于将所述燃料电池的主路氢气输送至所述容置腔内部，所述循环气路位于所述引射器壳体的一侧，所述循环气路用于将所述燃料电池的循环气体输送至所述容置腔内部，所述混合室用于将主路氢气和循环气体混合，所述循环加热腔罩设于所述混合室的外部，且所述循环加热腔通过所述引射器壳体与所述容置腔内部热交换。3.根据权利要求2所述的防结冰引射器，其特征在于，所述引射器主体还包括喷嘴和接收室；所述喷嘴和所述接收室位于所述引射器壳体的容置腔内部，所述主路气路与所述喷嘴连通，所述喷嘴远离所述主路气路的一侧与所述混合室连通，所述喷嘴用于将主路氢气输送至所述混合室内；所述接收室位于所述喷嘴和所述混合室之间，所述循环气路与所述接收室连通，所述循环气路用于将循环气体输送至所述接收室内，所述接收室与所述混合室连通，所述接收室用于将循环气体输送至所述混合室内。4.根据权利要求3所述的防结冰引射器，其特征在于，所述引射器主体还包括扩散室；所述扩散室位于所述混合室远离所述喷嘴的一端，所述扩散室沿着所述混合室的一端至另一端的内径逐渐增大，所述扩散室用于将所述混合室内部的混合气体输送至所述燃料电池的电堆。5.一种燃料电池，其特征在于，包括水热管理系统和如权利要求1
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4任一项所述的防结冰引射器；所述水热管理系统内部设置有液压泵，所述水热管理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：童保国，孙大伟，朱川生，王志强，
申请(专利权)人：北京英博新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：