氢气加热器、燃料电池氢气循环系统及再利用控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种氢气加热器、燃料电池氢气循环系统及再利用控制方法，属于能源再利用技术领域，包括加热器壳体，加热器壳体上设有废氧进气管、废氢进气管和生成物排出管，废氧进气管、废氢进气管以及生成物排出管均与加热器壳体的内腔连通，加热器壳体内腔设有用于催化废氧和废氢发生反应的催化加热层，加热器壳体的内腔穿设有与催化加热层热交换的氢气输送管路。本发明专利技术提供的氢气加热器，能够利用排气系统排放的废气和经过燃料电池后的废气，利用两种废气中的废氧和废氢在加热器内再次反应，产生热量加热待进入燃料电池的氢气，避免燃料电池的含氢废气直接排放，避免能源浪费，提高安全性。提高安全性。提高安全性。

【技术实现步骤摘要】
氢气加热器、燃料电池氢气循环系统及再利用控制方法


[0001]本专利技术属于能源再利用
，更具体地说，是涉及一种氢气加热器、燃料电池氢气循环系统及再利用控制方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种把存储在燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。只要在阳极侧和阴极侧不断的供给氢气和氧气，它就可以通过氧化还原反应，不断地对外输出电能。
[0003]氢气循环系统需要连续提供一定压力和流量的高纯度氢气，保证燃料电池中的电化学反应正常进行。由于燃料电池运行过程中产生水并不断积累氮气，形成氮气和氢气的混合废氢气体，一般通过输入过量的氢气直接排放，这样不仅造成能源的浪费，而且在密闭的空间中极易造成危险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种氢气加热器，旨在解决通过输入过量的氢气直接排放，不仅造成能源的浪费，而且在密闭的空间中极易造成危险的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种氢气加热器，包括加热器壳体，所述加热器壳体上设有废氧进气管、废氢进气管和生成物排出管，所述废氧进气管、所述废氢进气管以及所述生成物排出管均与所述加热器壳体的内腔连通，所述加热器壳体内腔设有用于催化废氧和废氢发生反应的催化加热层，所述加热器壳体的内腔穿设有与所述催化加热层热交换的氢气输送管路。
[0006]在一种可能的实现方式中，所述氢气输送管路位于所述加热器壳体的内腔的部分呈往复弯折形状排布。
[0007]本专利技术提供的氢气加热器的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术氢气加热器，能够利用排气系统排放的废气和经过燃料电池后的废气，利用两种废气中的废氧和废氢在加热器内再次反应，产生热量加热待进入燃料电池的氢气，不但避免燃料电池的含氢废气直接排放，还能合理利用排放的氢气，避免能源浪费，提高安全性。
[0008]本专利技术还提供了一种燃料电池氢气循环系统，包括氢气储气单元、所述氢气加热器、引射器以及燃料电池，所述氢气储气单元、所述氢气加热器、所述引射器和所述燃料电池依次连通；所述燃料电池氢气循环系统还包括连通所述燃料电池和所述引射器的第一废氢回路以及连通所述引射器和所述氢气加热器的第二废氢回路，所述第一废氢回路上设有第一水分离装置，所述第二废氢回路上设有第一阀门；
[0009]其中，所述氢气加热器的所述废氧进气管连通排气系统的废氧排放管路，所述氢气加热器的所述废氢进气管连通所述第二废氢回路。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述氢气储气单元为氢罐，所述氢罐和所述氢气加热器之间设有减压阀。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述排气系统包括空气滤清器、空压机、中冷器、加湿器和第二水分离装置，所述空气滤清器、所述空压机、所述中冷器、所述加湿器和所述燃料电池依次连通，所述加湿器和所述第一水分离装置分别连通所述第二水分离装置，所述废氧排放管路的一端连通于所述第二水分离装置上。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述废氧排放管路的另一端连通有消声器。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述中冷器连通所述第二水分离装置，且二者之间设有空气旁通阀。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述第二水分离装置的底部设有第二阀门。
[0015]本专利技术提供的一种燃料电池氢气循环系统的有益效果在于：与现有技术相比，本将两种分别含有废氢和废氧的废气在加热器壳体内腔中通过催化加热层反应，产生的热量与氢气输送管路中输送的氢气热交换，提高氢气的温度，合理利用了废气中的资源。
[0016]本专利技术还提供了一种燃料电池氢气再利用控制方法，包括所述的燃料电池氢气循环系统，具体包含以下步骤：
[0017]S1：设定满足燃料电池正产运行时，燃料电池内氮气积累量上限值a和氢气温度下限值b；
[0018]S2：采集燃料电池运行状态下，燃料电池内氮气积累量值A和氢气温度值B；
[0019]当A≥a和/或B≤b时，开启第一阀门；
[0020]当A＜a和B＞b时，关闭第一阀门。
[0021]在一种可能的实现方式中，在步骤S2中，利用整车VCU系统采集氮气积累量值A和氢气温度值B。
[0022]本专利技术提供的一种燃料电池氢气再利用控制方法的有益效果在于：本控制方法基于上述的燃料电池氢气循环系统，因此具备与燃料电池氢气循环系统相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的氢气加热器的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的燃料电池氢气循环系统的流程图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1、氢气加热器；101、加热器壳体；102、废氧进气管；103、废氢进气管；104、生成物排出管；105、催化加热层；106、氢气输送管路；2、氢罐；3、引射器；4、燃料电池；5、第一水分离装置；6、第一阀门；7、减压阀；8、空气滤清器；9、空压机；10、中冷器；11、加湿器；12、第二水分离装置；13、消声器；14、空气旁通阀；15、第二阀门。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结
合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]请参阅图1，现对本专利技术提供的氢气加热器1进行说明。氢气加热器1，包括加热器壳体101，加热器壳体101上设有废氧进气管102、废氢进气管103和生成物排出管104，废氧进气管102、废氢进气管103以及生成物排出管104均与加热器壳体101的内腔连通，加热器壳体101内腔设有用于催化废氧和废氢发生反应的催化加热层105，加热器壳体101的内腔穿设有与催化加热层105热交换的氢气输送管路106。
[0030]其中，加热器壳体101为中空的密封壳体，一端设有自上而下设有废氧进气管102和废氢进气管103，另一端的底部设有生成物排出管104。废氧进气管102向加热器壳体101内腔通入排气系统中排放的废气，该废气中含有氧气；废氢进气管103向加热器壳体101内腔通入从燃料电池4中排出的废气，该废气中含有氢气。
[0031]两种废气在加热器壳体101内腔混合并通过催化加热层105，在催化作用下进行反应，使氢和氧结合生成水并产生热量，水通过生成物排出管104排出，产生的热量与氢气输送管路106进行热交换，对氢气输送管路106内的氢气进行加热。
[0032]使用本专利技术提供的氢气加热器1，能够利用排气系统排放的废气和经过燃料电池4后的废气，利用两种废气中的废氧和废氢在加热器内再次反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氢气加热器，其特征在于，包括加热器壳体，所述加热器壳体上设有废氧进气管、废氢进气管和生成物排出管，所述废氧进气管、所述废氢进气管以及所述生成物排出管均与所述加热器壳体的内腔连通，所述加热器壳体内腔设有用于催化废氧和废氢发生反应的催化加热层，所述加热器壳体的内腔穿设有与所述催化加热层热交换的氢气输送管路。2.如权利要求1所述的氢气加热器，其特征在于，所述氢气输送管路位于所述加热器壳体的内腔的部分呈往复弯折形状排布。3.一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，包括氢气储气单元、如权利要求1或2所述氢气加热器、引射器以及燃料电池，所述氢气储气单元、所述氢气加热器、所述引射器和所述燃料电池依次连通；所述燃料电池氢气循环系统还包括连通所述燃料电池和所述引射器的第一废氢回路以及连通所述引射器和所述氢气加热器的第二废氢回路，所述第一废氢回路上设有第一水分离装置，所述第二废氢回路上设有第一阀门；其中，所述氢气加热器的所述废氧进气管连通排气系统的废氧排放管路，所述氢气加热器的所述废氢进气管连通所述第二废氢回路。4.如权利要求3所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于，所述氢气储气单元为氢罐，所述氢罐和所述氢气加热器之间设有减压阀。5.如权利要求3所述的一种燃料电池氢气循环系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩洪豹，张晓艳，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：