一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统技术方案

本申请公开了一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，包括质子交换膜燃料电池；温度采集单元，用于检测所述质子交换膜燃料电池内部温度；加热装置，用于提高质子交换膜燃料电池内部温度；控制机构，温度采集单元、加热装置均与控制机构电连接；质子交换膜燃料电池出料端连接有冷凝水外排管；温度采集单元设置为温度传感器，温度传感器的测温探头伸入至冷凝水外排管，采集质子交换膜燃料电池内部温度信息。本申请的氢燃料电池汽车的动力系统在质子交换膜燃料电池外部设置控温系统，对质子交换膜燃料电池的最低温度进行限制，防止质子交换膜燃料电池内部的液态水发生冻结，使燃料电池汽车在低温环境中也能正常启动。料电池汽车在低温环境中也能正常启动。料电池汽车在低温环境中也能正常启动。

【技术实现步骤摘要】
一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统


[0001]本申请涉及氢燃料电池汽车领域，特别涉及一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种以氢气和氧气为原料进行电化学反应生成水、同时将化学能转化成电能的电化学发电装置，其具有清洁、高效、节能环保、能量转化率高等特点，因此被广泛地应用于汽车。
[0003]质子交换膜燃料电池汽车的动力系统包括质子交换膜燃料电池和锂电池，其中质子交换膜燃料电池的结构主要包括一对端板，端板之间串联设置有若干单电池，质子交换膜燃料电池的两端分别为进料端和出料端，质子交换膜燃料电池的进料端连接有带发电氢气电磁阀的发电氢气输入管、带发电空气电磁阀的发电空气输入管，发电氢气输入管通过氢气输入总管与氢气瓶相连通，发电空气输入管通过空气输入总管与空压机相连通；质子交换膜燃料电池的进料端和出料端之间设置有带冷剂循环泵和带冷剂电磁阀的冷剂循环管；质子交换膜燃料电池的出料端连接有空气废气管、氢气循环管、冷凝水外排管。
[0004]电池系统中质子交换膜燃料电池为主要动力源，锂电池为辅助动力源。当汽车需要大功率输出时，锂电池与质子交换膜燃料电池共同工作；质子交换膜燃料电池能将电力输送给锂电池。
[0005]目前的质子交换膜燃料电池汽车中的动力系统存在以下缺陷：由于化学反应产生的水会残留在质子交换膜燃料电池内部，在冰点以下的低温环境中，质子交换膜燃料电池内部的液态水会发生冻结，质子交换膜燃料电池启动时产生的反应热不足以溶解冰，这就对整个电池系统的启动造成影响，在恶劣的低温环境电池运行系统可能会出现启动缓慢、启动困难或启动失败等问题。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本申请提供一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统。
[0007]本申请提供一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统,采用如下的技术方案：
[0008]一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，包括质子交换膜燃料电池，还包括，
[0009]温度采集单元，用于检测所述质子交换膜燃料电池内部温度；
[0010]加热装置，用于提高质子交换膜燃料电池内部温度；
[0011]控制机构，所述温度采集单元、加热装置均与控制机构电连接。
[0012]通过采用上述技术方案，当温度采集单元检测到质子交换膜燃料电池内部温度为0℃时，温度采集单元将温度信息传递给控制机构，控制机构控制加热装置对质子交换膜燃料电池进行加热；当温度采集单元检测到质子交换膜燃料电池温度升至30℃时，控制机构
根据温度信息控制加热装置断电，如此，燃料电池汽车处于冰点以下的低温环境中后，温度采集单元、加热装置和控制机构组成的控温系统对质子交换膜燃料电池的最低温度进行限制，防止质子交换膜燃料电池内部的液态水发生冻结，保障燃料电池汽车在低温环境中也能正常启动；质子交换膜燃料电池启动后产生的反应热足以克服低温环境问题后，控温系统即可自行关闭。
[0013]可选的，所述质子交换膜燃料电池出料端连接有冷凝水外排管；所述温度采集单元设置为温度传感器，温度传感器的测温探头伸入至冷凝水外排管，采集质子交换膜燃料电池内部温度信息。
[0014]通过采用上述技术方案，通过冷凝水外排管检测质子交换膜燃料电池内部内部温度，能直接判断出燃料电池内部液态水的状态，发出指令时更加准确。
[0015]可选的，温度传感器的测温探头所在端部设置有外螺纹，冷凝水外排管上设有螺纹安装孔，温度传感器螺纹安装在冷凝水外排管上。
[0016]通过采用上述技术方案，螺纹安装连接可靠且拆装方便，使温度传感器稳定可靠的连接在冷凝水外排管上。
[0017]可选的，所述加热装置包括保温层和布置在保温层中的低温发热电缆，所述保温层包覆于质子交换膜燃料电池外侧。
[0018]通过采用上述技术方案，低温发热电缆围成加热区域，对内部的质子交换膜燃料电池进行加热，提高质子交换膜燃料电池温度；而保温层减少了质子交换膜燃料电池与外部环境的热交换，降低外部环境对质子交换膜燃料电池温度的影响。
[0019]可选的，所述保温层通过柔性绑丝绑扎固定在质子交换膜燃料电池上。
[0020]通过采用上述技术方案，柔性绑丝固定方式便捷灵活，使保温层能适应质子交换膜燃料电池形状，更紧凑的包覆在质子交换膜燃料电池上。
[0021]可选的，氢燃料电池汽车的动力系统还包括锂电池，所述锂电池通过电路向温度采集单元、加热装置、控制机构供电。
[0022]通过采用上述技术方案，锂电池充当温度传感器、加热装置和控制器的电源，不需要在额外配置蓄电池等，而且质子交换膜燃料电池能将电力输送给锂电池，保证锂电池电力充沛。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0024]1、本申请通过在质子交换膜燃料电池外部设置温度采集单元、加热装置和控制机构组成的控温系统，对质子交换膜燃料电池的最低温度进行限制，防止质子交换膜燃料电池内部的液态水发生冻结，使燃料电池汽车在低温环境中也能正常启动；
[0025]2、通过将锂电池充当温度传感器、加热装置和控制器的电源，不需要在额外配置蓄电池等，而且质子交换膜燃料电池能将电力输送给锂电池，保证锂电池电力充沛。
附图说明
[0026]图1是本申请实施例的结构示意图。
[0027]图2是本申请实施例中控温系统示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1、质子交换膜燃料电池；11、冷凝水外排管；2、温度传感器；3、加热装置；31、保温
层；32、低温发热电缆；33、柔性绑丝；4、控制器。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0031]本申请实施例公开一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，参照图1，一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统包括质子交换膜燃料电池1和锂电池，质子交换膜燃料电池1主要包括两组相对设置的端板和串联设置在两端板之间的多组单电池，质子交换膜燃料电池1的进料端连接有氢气输入管和空气输入管，出料端连接有空气废气管、氢气循环管、冷凝水外排管11。
[0032]参照图1和图2，质子交换膜燃料电池1的冷凝水外排管11上安装有用于检测质子交换膜燃料电池1内部温度并生成温度信息的温度采集单元，质子交换膜燃料电池1外部设置有用于提高质子交换膜燃料电池1内部温度的加热装置3，以及根据质子交换膜燃料电池1内部温度信息控制加热装置3启闭的控制机构。
[0033]其中，温度采集单元设置为温度传感器2，温度传感器2的测温探头所在端部设置有外螺纹，质子交换膜燃料电池1的冷凝水外排管11上设置有连通质子交换膜燃料电池1内外的安装孔，安装孔的孔壁上设有内螺纹，温度传感器2螺纹安装在冷凝水外排管11的安装孔处。
[0034]加热装置3包括保温棉制成的保温层31，保温层31中间隔排布有多组串联的低温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，包括质子交换膜燃料电池(1)，其特征在于：还包括，温度采集单元，用于检测所述质子交换膜燃料电池(1)内部温度；加热装置(3)，用于提高质子交换膜燃料电池(1)内部温度；控制机构，所述温度采集单元、加热装置(3)均与控制机构电连接。2.根据权利要求1所述的一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，其特征在于：所述质子交换膜燃料电池(1)出料端连接有冷凝水外排管(11)；所述温度采集单元设置为温度传感器(2)，温度传感器(2)的测温探头伸入至冷凝水外排管(11)，采集质子交换膜燃料电池(1)内部温度信息。3.根据权利要求2所述的一种能超低温冷启动的氢燃料电池汽车的动力系统，其特征在于：温度传感器(2)的测温探头所在端部...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，高鹏，鲍连福，徐小龙，
申请(专利权)人：嘉寓氢能源科技辽宁有限公司，
类型：新型
国别省市：