一种基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统和控制方法技术方案

技术编号:33030964 阅读:57 留言:0更新日期:2022-04-15 09:07
本发明专利技术属于燃料电池技术领域,尤其涉及一种基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统及控制方法,本发明专利技术通过增设空气加热模块,能够对燃料电池模块进行加热,解决了温度过低燃料电池模块无法运行的问题;并综合考虑和控制空气、空气加热模块、燃料电池模块和第二储氢装置相互之间的热传导的平衡,设置带有电动进气格栅、电动出气格栅的保温仓,控制第二储氢装置、燃料电池模块与保温仓外部空气的热交换,利用换热模块提高了第二储氢装置对燃料电池产生的热量的利用率,使整个系统的温度控制更加智能,热量利用率更高,整体集成技术方案突破了风冷燃料电池与固态储氢在低温环境下(

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统和控制方法


[0001]本专利技术属于燃料电池
,尤其涉及一种基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统和控制方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种可以在常温下快速启动的低噪音、环境友好、高效率的零排放发电装置,被誉为终极能源。质子交换膜燃料电池可用于移动电源、便携电源、航空动力电源、车用动力电源、固定式电站等多领域的用电需要,是未来双碳要求下的重要能源技术路线。
[0003]燃料电池工作时,除了对外输出电能之外,同时会伴随着40

50%的热量产生。因此,按照冷却方式的不同,燃料电池可以分为液冷(包含水冷)和风冷两种方式。风冷型燃料电池是以氢气为燃料,少量空气中氧作为参与电化学反应的氧化剂,过量的空气用于冷却电堆,使其保持在一定的温度(不宜超过80℃)下工作。相对液冷燃料电池,风冷技术不需要复杂的空气压缩系统、冷却液循环及散热系统(冷却液箱、冷却液循环泵、冷却液管、散热片、风扇、空气增湿器及诸多传感器、电磁阀等),使整个系统简单、易于操作与控制,具有广泛的应用前景,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:包括保温仓(100)、蓄电池(3)、空气加热模块(4)、第一储氢装置(5)和温度监测模块;所述保温仓(100)内设置有燃料电池模块(1)、第二储氢装置(2)、换热模块;所述第一储氢装置(5)用于存储气态氢气,所述第一储氢装置(5)能够向燃料电池模块(1)提供氢气;所述第二储氢装置(2)用于固态储氢,所述第二储氢装置(2)能够向燃料电池模块(1)提供氢气;所述换热模块用于将燃料电池模块(1)产生的废热提供给第二储氢装置(2)进行加热升温;所述蓄电池(3)用于储存燃料电池模块(1)产生的电能;所述保温仓(100)设置有电动进气格栅(101)和电动出气格栅(102);所述空气加热模块(4)用于对保温仓(100)内的空气进行加热;所述温度监测模块用于监测保温仓(100)外的环境温度、燃料电池模块(1)的温度以及第二储氢装置(2)的表面温度。2.根据权利要求1所述的基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:所述换热模块包括送热管道(6)、固态储氢换热器(7)和散热风扇系统(8),所述燃料电池模块(1)的电池散热口通过送热管道(6)与固态储氢换热器(7)相连,所述散热风扇系统(8)设置在送热管道(6)内并与燃料电池模块(1)电连接,所述固态储氢换热器(7)与燃料电池模块(1)电连接,所述固态储氢换热器(7)用于将空气中的热传递给第二储氢装置(2)。3.根据权利要求1或2所述的基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:所述蓄电池(3)分别与燃料电池模块(1)、空气加热模块(4)、电动进气格栅(101)和电动出气格栅(102)电连接。4.根据权利要求1或2所述的基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:所述第二储氢装置(2)能够向第一储氢装置(5)提供氢气。5.根据权利要求4所述的基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:还包括三通阀(9)、第一阀门(10)、第二阀门(11)、第三阀门(12)和压力监测模块,所述三通阀(9)的三个接口分别连接第二储氢装置(2)氢气出口、所述第一储氢装置(5)氢气出口和燃料电池模块(1)氢气入口,所述燃料电池模块(1)氢气入口与三通阀(9)之间设置有第一阀门(10),所述第一储氢装置(5)氢气出口与三通阀(9)之间设置有第二阀门(11),所述第二储氢装置(2)氢气出口与三通阀(9)之间设置有第三阀门(12);所述压力监测模块用于监测第一储氢装置(5)的储氢压力和第二储氢装置(2)的储氢压力。6.根据权利要求1或2所述的基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统,其特征在于:所述第一储氢装置(5)为氢气缓冲罐,所述第二储氢装置(2)为固态储氢瓶组。7.一种权利要求1

6任一所述基于固态储氢的风冷燃料电池温控系统的控制方法,其特征在于:包括冬季温控模式:系统启动初期,燃料电池模块(1)的温度小于温度T2,并且保温仓(100)外侧温度小于T0时,其中T0<T2<T1,关闭电动进气格栅(101)和电动出气格栅(102),同时打开空气加热模块(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员:王江涛魏洪宽李江南刘吉宝李发家
申请(专利权)人:北京京豚科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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