一种燃料电池系统以及车辆技术方案

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆，所述系统包括发动机、去离子罐以及水箱，所述发动机包括进液口和出液口，所述出液口、去离子罐、水箱和进液口依次连通；所述去离子罐与水箱之间还依次设置有切断阀和换热器；本实用新型专利技术通过在去离子罐至水箱之间管路上，增加了一只切断阀和一只换热器，解决燃料电池发动机正常运行时，部分高温防冻液从电堆流出后未经过散热器充分换热，就返回电堆的内部循环，避免了系统对散热器散热性能的冗余要求；另外，还可以解决冬季底温冷启动时，防冻液不经过加热器加热而通过离子罐、水箱循环的问题；对于缩短系统响应时间，提升系统效率有益。提升系统效率有益。提升系统效率有益。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统以及车辆


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆。

技术介绍

[0002]氢氧燃料电池汽车是由氢氧燃料电池发动机(以下简称燃料电池发动机)作为能量的主要输出，由氢气和空气中的氧，通过电化学反应，产生能量的同时产物只有水。兼具清洁无污染、能量密度高等优点，所以燃料电池汽车在环境问题日趋突显的今日存在着巨大的发展空间。
[0003]燃料电池发动机氢氧结合进行电化学反应的同时会产生热量，伴随着发动机产品的迭代升级，功率不断增加的同时，热量也必然越来越大。热管理系统负责对燃料电池产生的多余废热进行散热传输，通过电子水泵的做功，使燃料电池防冻液在散热器与燃料电池发动机之间进行循环流动。燃料电池发动机产生的热量随着燃料电池防冻液的流动进入散热器散热，温度降低到指定温度后的防冻液体再流回电堆。
[0004]参照图1，现有技术中为了减少防冻液流经的各零部件的离子析出，电堆流出的高温防冻液设置有一路分支，流向去离子罐，通过去离子罐内离子交换树脂的吸附，降低管路内的阴阳离子，使热管理系统管路离子保持在安全较低的水平。通过去离子罐后的防冻液会返回膨胀水箱，随着电子水泵的补水，实现循环。
[0005]燃料电池发动机在冬季温度较低环境启动时，防冻液温度较低，不能满足电堆对运行温度的要求，此时的节温器会关闭防冻液去散热器路，打开防冻液去PTC电加热器路，通过电加热器的加热，使防冻液温度尽快升高，当达到电堆稳定运行温度后，节温器关闭去PTC电加热器路，打开散热器路，系统正常运行。
[0006]但是，在发动机正常运行时，温度较高的防冻液，在出堆以后会有支路流向去离子罐，通过膨胀水箱，电子水泵返回电堆，这一路的高温防冻液没有经过散热器的有效换热就再次返回电堆内，这就对散热器的散热性能提高了要求；此外，在冬季冷启动时，去离子罐路的防冻液没有经过PTC电加热器的加热就通过膨胀水箱，电子水泵进入电堆，从而对防冻液的升温速度产生不利影响。增加了温度控制的难度。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术的缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种解决燃料电池发动机正常运行时，部分高温防冻液从电堆流出后未经过散热器充分换热，就返回电堆的内部循环，避免了系统对散热器散热性能的冗余要求的燃料电池系统以及车辆。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0009]提供一种燃料电池系统，包括发动机、去离子罐以及水箱，所述发动机包括进液口和出液口，所述出液口、去离子罐、水箱和进液口依次连通；
[0010]所述去离子罐与水箱之间还依次设置有切断阀和换热器。
[0011]进一步的，所述燃料电池系统还包括节温器、加热器、水泵以及散热器，所述出液
口、节温器、加热器、水泵、进液口依次连通形成回路；
[0012]所述节温器还与散热器、水箱、水泵依次连接形成回路。
[0013]进一步的，所述换热器还连通在散热器与水箱之间。
[0014]进一步的，所述进液口处上设置有入堆温度传感器，所述出液口处上设置有出堆温度传感器；
[0015]所述散热器与节温器之间设置有散热入口温度传感器，所述散热器与水泵之间设置有散热出口温度传感器。
[0016]进一步的，所述水箱为膨胀水箱，所述膨胀水箱内设置有液位传感器。
[0017]为了解决上述技术问题，本技术采用的另一技术方案为：
[0018]一种车辆，包括上述的燃料电池系统。
[0019]本技术的有益效果在于：通过在去离子罐至水箱之间管路上，增加了一只切断阀和一只换热器，解决燃料电池发动机正常运行时，部分高温防冻液从电堆流出后未经过散热器充分换热，就返回电堆的内部循环，避免了系统对散热器散热性能的冗余要求，这样就会增大散热器的尺寸，对于整车布置以及成本控制都是不利的；另外，还可以解决冬季底温冷启动时，防冻液不经过加热器加热而通过离子罐、水箱循环的问题；对于缩短系统响应时间，提升系统效率有益。
附图说明
[0020]图1所示为现有技术的一种燃料电池系统结构示意图；
[0021]图2所示为本技术具体实施方式的一种燃料电池系统结构示意图；
[0022]标号说明：1、发动机；2、去离子罐；3、水箱；4、散热器；5、水泵；6、节温器；7、入堆温度传感器；8、散热出口温度传感器；9、散热入口温度传感器；10、出堆温度传感器；11、液位传感器；12、加热器；13、换热器；14、切断阀。
具体实施方式
[0023]为详细说明本技术的
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。
[0024]实施例一
[0025]参照图2，一种燃料电池系统，包括发动机1、去离子罐2、水箱3、节温器6、加热器12、水泵5以及散热器4，所述发动机1包括进液口和出液口，所述出液口、去离子罐2、水箱3和进液口依次连通；
[0026]所述去离子罐2与水箱3之间还依次设置有切断阀14和换热器13。
[0027]所述出液口、节温器6、加热器12、水泵5、进液口依次连通形成回路；
[0028]所述节温器6还与散热器4、换热器13、水箱3、水泵5依次连接形成回路。
[0029]所述进液口处上设置有入堆温度传感器7，所述出液口处上设置有出堆温度传感器10；
[0030]所述散热器4与节温器6之间设置有散热入口温度传感器9，所述散热器4与水泵5之间设置有散热出口温度传感器8。
[0031]所述加热器12为PTC电加热器12。
[0032]所述水箱3为膨胀水箱3，所述膨胀水箱3内设置有液位传感器11。
[0033]工作过程：在燃料电池发动机1冬季低温启动时，防冻液需要迅速升高温度以满足电堆的正常运行，此时电子节温器6关闭去往散热器4路，去离子罐2至膨胀水箱3之间的切断阀14关闭，使全部防冻液都通过PTC电加热器12加热，防冻液温度在合理时间内达到电堆运行温度；在燃料电池发动机1正常运行时，出液口的高温防冻液一路通过散热器4进行散热后返回燃料电池发动机1内，另一路通过去离子罐2进入换热器13后，返回膨胀水箱3，为系统补水；可以使防冻液全部冷却后进入燃料电池发动机1；明显改善散热器4的散热效果，简化热管理的复杂程度。
[0034]实施例二
[0035]一种车辆，包括实施例一所述的燃料电池系统。
[0036]以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，包括发动机、去离子罐以及水箱，所述发动机包括进液口和出液口，所述出液口、去离子罐、水箱和进液口依次连通；其特征在于，所述去离子罐与水箱之间还依次设置有切断阀和换热器。2.根据权利要求1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节温器、加热器、水泵以及散热器，所述出液口、节温器、加热器、水泵、进液口依次连通形成回路；所述节温器还与散热器、水箱、水泵依次连接形成回路。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新明，张松，张宇，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：