一种燃料电池系统以及车辆技术方案

本发明专利技术涉及新能源技术领域，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆，所述系统包括定向加热装置和目标加热区域，所述定向加热装置包括导热本体，所述导热本体内设置有通道和加热区，所述通道流经加热区，所述通道的一端为工质出口；所述加热区内设置有热源，所述热源与通道内的工质发生热交换；所述工质出口朝向目标加热区域设置；本申请通过定向加热装置，能够使得通过通道的介质能够被加热，进而能够使得目标加热区域被加热，实现了热的传递，避免因为氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道，进而出现燃料电池系统冷启失败；且结构紧凑可以与现有的排水阀结构一体化集成设计，同时无需改变被加热件的结构。同时无需改变被加热件的结构。同时无需改变被加热件的结构。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统以及车辆


[0001]本专利技术涉及新能源
，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆。

技术介绍

[0002]低温“冷启动”是车用燃料电池系统面临的难点之一。由于燃料电池反应本身生成水，低温环境下水蒸气易凝结、结冰，严重时会阻塞反应气体通道，影响系统的正常运行；为确保燃料电池系统在低温环境下正常运行，常采用加热装置对其关键部件加热，比如：在冷态环境中，氢侧系统的氢循环泵、回流连接管路以及排气、排水阀等常需要加热措施；尤其是氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道，进而出现燃料电池系统冷启失败的失效模式。
[0003]常见的车用元件的加热措施有两种，其一是直接在被加热体上布置加热元件，该方法加热效率高，但针对车用系统受限因素很多：比如，组件结构需要增加可靠的密封结构；满足防水、防尘要求；增加保温、隔热措施等；通常该方法造成组件体积增大，对制造精度要求高，组件成本高。另外一种方法是将加热元件布置在被加热周围，通过部件间导热传递至目标位置，但通常加热元件距离被加热件的关键位置较远，在被加热部件材料导热性差的情况下，加热效率较低，获得收益较小。
[0004]对车用元件加热的现有技术包括：
[0005]现有技术1：通常加热元件直接布置在被加热体上，直接对元件加热
[0006]现有技术中如，CN101647147B：燃料电池系统
[0007]一种燃料电池排气排水阀，其阀体内部具备连通循环系统的内部和外部流路，内部流路将电堆循环系统的流体排出外部；外部流路即制冷剂独立流路，该流路贯穿阀体设置，从而实现排出阀升温，抑制冻结。
[0008]现有技术2：通常在元件外部周围布置加热元件，间接对元件加热
[0009]现有技术中如，CN110534768：燃料电池系统用排气排水单元
[0010]排气排水阀单元，利用树脂材料将气液分离器与排水排气阀一体化，减少散热，并在排水流路外部包围温水流路，实现冻结防止。
[0011]但是，现有技术中存在各种缺点包括：
[0012]现有技术1：该方案在组件内部设置循环流路，该种设计需要在阀的设计前期布置加热方案等，一般阀体占用空间较大，系统集成布置不灵活。
[0013]现有技术2：通常在元件外部周围布置加热元件或者循环管路，该外部循环管路距离元件内部关键位置较远，加热效率较低，同时外围空间占用较大。
[0014]因此，现有技术中的加热实施方法受限较多，需要探讨有效的解决方案。

技术实现思路

[0015]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种直接针对部件易于结冰关键区加热且结构紧凑、匹配布置灵活的燃料电池系统以及车辆。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0017]一种燃料电池系统，包括定向加热装置和目标加热区域，所述定向加热装置包括导热本体，所述导热本体内设置有通道和加热区，所述通道流经加热区，所述通道的一端为工质出口；
[0018]所述加热区内设置有热源，所述热源与通道内的工质发生热交换；
[0019]所述工质出口朝向目标加热区域设置。
[0020]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一技术方案为：
[0021]一种车辆，包括上述的燃料电池系统。
[0022]本专利技术的有益效果在于：通过定向加热装置，能够使得通过通道的介质能够被加热，进而能够使得目标加热区域被加热，实现了热的传递，避免因为氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道，进而出现燃料电池系统冷启失败；且结构紧凑、匹配布置灵活，可以与现有的排水阀结构一体化集成设计，同时无需改变被加热件的结构。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例一的定向加热装置的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例一的定向加热装置的竖剖图；
[0025]图3为本专利技术实施例一的定向加热装置的横剖图；
[0026]图4为本专利技术实施例二的定向加热装置的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例二的定向加热装置的竖剖图；
[0028]图6为本专利技术实施例三的燃料电池系统的示意图；
[0029]标号说明：1、定向加热装置；11、通道；111、工质出口；112、工质入口；113、加热腔；12、加热区；13、循环入口；14、循环出口；15、电加热件；16、接线柱；17、装配孔；18、盖板；2、目标加热区域；3、储液腔；4、排水阀组件；41、动阀芯；42、阀座；43、阀体。
具体实施方式
[0030]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0031]请参照图1至图6，一种燃料电池系统，包括定向加热装置1和目标加热区域2，所述定向加热装置1包括导热本体，所述导热本体内设置有通道11和加热区12，所述通道11流经加热区12，所述通道11的一端为工质出口111；
[0032]所述加热区12内设置有热源，所述热源与通道11内的工质发生热交换；
[0033]所述工质出口111朝向目标加热区域2设置。
[0034]从上述描述可知，通过定向加热装置1，能够使得通过通道11的介质能够被加热，进而被加热过的介质和导热本体能够使得目标加热区域2被加热，实现了热的传递，避免因为氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道11，进而出现燃料电池系统冷启失败；且结构紧凑、匹配布置灵活，可以与现有的排水阀结构一体化集成设计，同时无需改变被加热件的结构。
[0035]进一步的，所述通道11另一端为工质入口112，所述工质入口112和工质出口111设置在导热本体的外表面上；
[0036]所述通道11包括加热腔113，所述加热腔113至工质出口111的通道11直径逐渐减小。
[0037]进一步的，所述加热区12开设在于加热腔113对应的导热本体上。
[0038]进一步的，所述燃料电池系统还包括储液腔3和排水阀组件4，所述排水阀组件4包括动阀芯41、阀座42和阀体43；
[0039]所述所述阀座42具有喉口，所述动阀芯41设置在喉口处，所述喉口为目标加热区域2；
[0040]所述定向加热装置1的工质入口112与储液腔3连通；
[0041]所述加热腔113至工质出口111的通道11套设在阀体43和阀座42内。
[0042]从上述描述可知，通过加热腔113至工质出口111的通道11套设在阀体43和阀座42内，配合导热本体，能够实现将热量传递给目标加热区域2，实现介质与导热本体的双重导热，提高加热效率
[0043]进一步的，所述热源为电堆冷却循环液，所述加热区12包括循环入口13和循环出口14，所述电堆冷却循环液通过循环入口13和循环出口14与加热区12连通。
[0044]从上述描述可知，通过采用电堆冷却循环液进行加热，能够实现能量的回收利用。
[0045]进一步的，所述循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括定向加热装置和目标加热区域，所述定向加热装置包括导热本体，所述导热本体内设置有通道和加热区，所述通道流经加热区，所述通道的一端为工质出口；所述加热区内设置有热源，所述热源与通道内的工质发生热交换；所述工质出口朝向目标加热区域设置。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述通道另一端为工质入口，所述工质入口和工质出口设置在导热本体的外表面上；所述通道包括加热腔，所述加热腔至工质出口的通道直径逐渐减小。3.根据权利要求2所述的定向加热装置，其特征在于，所述加热区开设在于加热腔对应的导热本体上。4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括储液腔和排水阀组件，所述排水阀组件包括动阀芯、阀座和阀体；所述所述阀座具有喉口，所述动阀芯设置在喉口处，所述喉口为目标加热区域；所述定向加热装置的工质入口与储液腔连通；所述加热腔至工质出...

【专利技术属性】
技术研发人员：闪念，丁铁新，方川，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：