燃料电池系统和具有它的车辆技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池系统和具有它的车辆。该燃料电池系统包括：电堆、换热器、空压机和中冷器，电堆内具有换热流道，换热器具有换热的介质流道和气体流道，介质流道与换热流道连通并形成适于换热介质流动的换热回路，空压机的空压机出口和电堆的进气口间连接有中冷器，气体流道具有气体进口和气体出口，气体进口与空压机出口选择性地连通，气体出口与进气口连通。根据本实用新型专利技术实施例的燃料电池系统，可利用空压机输出的温度较高的压缩空气来加热介质流道中的换热介质，以利用压缩空气的余热实现电堆的快速升温，从而有利于提升电堆的冷启动效率，增加燃料电池系统的使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统和具有它的车辆


[0001]本技术涉及车辆
，具体而言，涉及一种燃料电池系统和具有它的车辆。

技术介绍

[0002]在相关技术中，燃料电池系统的电堆在每次工作完成后，其内部存留有积水，在环境温度较低时，积水容易结冰，从而导致电堆启动速度较慢，甚至无法启动。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本技术提出一种燃料电池系统，可提升电堆的冷启动效率。
[0004]本技术还提出了一种具有上述燃料电池系统的车辆。
[0005]根据本技术实施例的燃料电池系统，包括：电堆，所述电堆内具有换热流道；换热器，所述换热器具有换热的介质流道和气体流道，所述介质流道与所述换热流道连通并形成适于换热介质流动的换热回路；空压机和中冷器，所述空压机的空压机出口和所述电堆的进气口间连接有所述中冷器，所述气体流道具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述空压机出口选择性地连通，所述气体出口与所述进气口连通。
[0006]根据本技术实施例的燃料电池系统，换热器具有换热的介质流道和气体流道，介质流道与电堆的换热流道连通，气体流道可与空压机选择性地连通，以在电堆冷启动时，可利用空压机输出的温度较高的压缩空气来加热介质流道中的换热介质，以利用压缩空气的余热实现电堆的快速升温，从而有利于提升电堆的冷启动效率，增加燃料电池系统的使用寿命。
[0007]根据本技术的一些实施例，所述气体进口和所述空压机出口通过第一管路连通，且所述第一管路的进口位于所述中冷器的上游侧，所述第一管路设有控制阀。
[0008]进一步地，所述气体出口和所述进气口通过第二管路连通，且所述第二管路的出口位于所述中冷器的下游侧。
[0009]根据本技术的一些实施例，在介质流动方向上，所述换热器位于所述换热流道的上游侧。
[0010]进一步地，燃料电池系统还包括：温度检测件，所述温度检测件用于检测从所述气体出口流出的气体温度，根据所述温度检测件检测的温度信息控制所述控制阀开度。
[0011]进一步地，所述温度检测件设于所述气体出口。
[0012]根据本技术的一些实施例，所述介质流道和所述气体流道接触，且所述介质流道和所述气体流道相互绕设。
[0013]根据本技术的一些实施例，所述换热回路上设有溢水壶。
[0014]根据本技术的一些实施例，所述换热回路上设有驱动泵。
[0015]根据本技术另一方面实施例的车辆，包括上述的燃料电池系统。
[0016]根据本技术实施例的车辆，其燃料电池系统的换热器具有换热的介质流道和气体流道，介质流道与电堆的换热流道连通，气体流道可与空压机选择性地连通，以在电堆冷启动时，可利用空压机输出的温度较高的压缩空气来加热介质流道中的换热介质，以利用压缩空气的余热实现电堆的快速升温，从而有利于提升电堆的冷启动效率，增加燃料电池系统的使用寿命。
[0017]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0018]图1是根据本技术实施例的燃料电池系统的方框示意图。
[0019]附图标记：
[0020]电堆1、换热流道11、进气口12、换热器2、介质流道21、气体流道22、空压机3、中冷器4、第一管路51、第二管路52、控制阀53、驱动泵6、空滤7、溢水壶8、燃料电池系统10。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0022]在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0023]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0024]下面结合图1详细描述根据本技术实施例的燃料电池系统10和具有它的车辆。
[0025]参照图1所示，燃料电池系统10，包括：电堆1、换热器2、空压机3和中冷器4，其中：
[0026]电化学反应可在电堆1进行，以将化学能转换为电能，电堆1内具有换热流道11，换热介质可在换热流道11内流动，在环境温度较低时，通过加热换热介质可提升电堆1的温度，以保证电堆1冷启动的顺利进行，并使电堆1处于适宜的工作温度。可选地，换热介质为冷却液。
[0027]换热器2具有换热的介质流道21和气体流道22，也就是说，介质流道21和气体流道22之间可相互换热，介质流道21的介质进口和介质出口均与换热流道11连通，气体流道22内的热空气适于加热介质流道21内的换热介质，介质流道21和换热流道11连通并可形成适于换热介质流动的换热回路(换热介质的流动路径如图1中实线箭头所示)，也就是说，换热介质可在介质流道21和换热流道11之间循环流动，且换热介质可在换热器2的介质流道21
内与气体流道22换热，以使介质流道21内的换热介质升温，从而在换热介质流入换热流道11时，可对电堆1进行加热。
[0028]空压机3的空压机出口和电堆1的进气口12间连接有中冷器4，空压机3可压缩空气以提高空气压力，压缩空气可通过电堆1的进气口12向电堆1提供电化学反应所需要的氧化剂，压缩空气可提升电堆1的输出性能，需要说明的是，空气被空压机3压缩后温度升高，中冷器4可降低压缩空气的温度，以使压缩空气达到电堆1的进气口12需要的温度。
[0029]气体流道22具有气体进口和气体出口，气体进口与空压机出口选择性地连通，气体出口与进气口12连通，也就是说，空压机3输出的温度较高的压缩空气可以经过中冷器4冷却后向电堆1的进气口12供气，空压机3输出的温度较高的压缩空气还可以可流入气体流道22(压缩空气的流动路径如图1中虚线箭头所示)，从而通过气体流道22与介质流道21的换热，在降低压缩空气的温度的同时，使换热介质的温度升高，并且流过气体流道22降温后的压缩空气可通过气体出口流入电堆1的进气口12，由此，电堆1的进气损失较小，且充分利用流过气体流道22的压缩空气的热量来提升电堆1的温度，以保证电堆1冷启动的顺利进行，并使电堆1处于适宜的工作温度。
[0030]根据本技术本文档来自技高网...

【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：电堆(1)，所述电堆(1)内具有换热流道(11)；换热器(2)，所述换热器(2)具有换热的介质流道(21)和气体流道(22)，所述介质流道(21)与所述换热流道(11)连通并形成适于换热介质流动的换热回路；空压机(3)和中冷器(4)，所述空压机(3)的空压机出口和所述电堆(1)的进气口(12)间连接有所述中冷器(4)，所述气体流道(22)具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述空压机出口选择性地连通，所述气体出口与所述进气口(12)连通。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体进口和所述空压机出口通过第一管路(51)连通，且所述第一管路(51)的进口位于所述中冷器(4)的上游侧，所述第一管路(51)设有控制阀(53)。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述气体出口和所述进气口(12)通过第二管路(52)连通，且所述第二管路(52)的出口位于所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟海朋，田宛丽，段伟康，张璐，陈雪松，龚正伟，
申请(专利权)人：未势能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：