【技术实现步骤摘要】
内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统及方法
[0001]本专利技术属于能量回收再利用
，具体涉及一种内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统及方法。
技术介绍
[0002]内燃机
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燃料电池混合动力系统主要包含发动机、燃料电池发动机、电池、DC/AC变换器等关键部件。这些部件在正常工作时会产生大量热量，同时燃料电池发动机冷启动具有延时性。因此需要对各关键部件进行有效的热管理以保证其能够快速预热启动的同时工作在合适的温度区间内，实现动力系统稳定高效地输出。
[0003]目前内燃机—燃料电池混合动力系统水热管理常用独立的控制方案，即内燃机采用独立的热管理系统，由ECU进行控制。燃料电池发动机采用独立的冷却系统，由FCU进行控制。但是ECU还是FCU无法有效的回收能量，而且有时需要额外增加制冷设备或加热设备，造成能源的浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统及方法。
[0005]实现...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统，其特征在于：包括内燃机、排气管、换热系统、换能系统、燃料电池、空压机和加热装置；排气管通过换热系统依次和换能系统、燃料电池、空压机和加热装置连接构成一个循环；内燃机产生的尾气由排气管排出。2.根据权利要求1所述的内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统，其特征在于：所述换热系统包括第二泵、第一换热盘管、分离室、第一泵、第二换热盘管、第三换热盘管、第四换热盘管和第五换热盘管；所述第一换热盘管位于排气管内，第二换热盘管位于内燃机壳体内，第三换热盘管位于汽化器内，第四换热盘管位于冷却腔内，第五换热盘管位于燃料电池发动机壳体内；所述汽化器外通过泵送系统连通有液氢罐，所述液氢罐内存储有液态氢气，通过汽化器使液态氢气转变为气体氢气，所述汽化器的出口输送至燃料电池的阳极板上，所述第二泵通过第二三通阀门和管道依次与第一换热盘管和分离室连通，所述第二三通阀门另一个出口和加热装置连通，所述加热装置出口连通至分离室，所述分离室连通有第一泵，所述第一泵出口连接第三三通阀门，所述第三三通阀门一个出口与第二换热盘管连通，另一个出口与第五换热盘管连通，所述第二换热盘管和第五换热盘管的出口均连接至换能系统，所述换能系统的出口通过管道连接至第一三通阀门入口，所述第一三通阀门的一个出口连接至第三换热盘管，另一个出口连接至燃料电池，所述第三换热盘管出口连接至第四换热盘管的入口，所述燃料电池连接至第二泵的入口，所述第四换热盘管的出口连接至第二泵的入口，所述空压机出口分别和燃料电池阴极板和冷却腔连接，所述冷却腔的出口将气体输送至设置在空压机内的空气轴承。3.根据权利要求2所述的内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统，其特征在于：所述换能系统包括第一换能机构和第二换能机构，所述第一换能系统包括相连的第一膨胀机和第一发电机，所述第一膨胀机的入口分别和第二换热盘管、第五换热盘管连接，高温高压的气体通过第一膨胀机膨胀做功，带动第一发电机产生电能；所述第二换能系统包括相连的第二膨胀机和第二发电机，所述第二膨胀机的入口和分离室相连，气态工质通过第二膨胀机膨胀做功，带动第二发电机产生电能；第一膨胀机和第二膨胀机的液体出口一起连接至第一三通阀门入口。4.根据权利要求3所述的内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统，其特征在于：所述冷却腔被第四换热盘管划分为上冷却腔和下冷却腔，下冷却腔内与冷却水连通；上冷却腔进口与空压机出口的分支连通，上冷却腔出口与干燥器连通。5.一种根据权利要求1
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4中任一所述的内燃机和燃料电池混合动力能量回收再利用系统的回收方法，其特征在于，所述方法包括：内燃机驱动模式：整车控制器选择性地控制内燃机单独驱动，同时整车控制器控制第一三通阀门使第一膨胀机的液体出口和第二膨胀机的液体出口交汇后与燃料电池发动机连通；整车控制器控制第二三通阀门使第二泵与第一换热盘管连通；整车控制器控制第三三通阀门使第一泵与第二换热盘管连通；第二泵将混合工质加压输送至第一换热盘管，内燃机产生的尾气经过排气管，尾气加热了排气管内第一换热盘管内的混合工质，将液态的混合工质中的部分工质提前蒸发，进入分离室的液态混合工质分为气态工质和液态工质；液态工质经过第一泵加压运输到内燃机壳体的第二换热盘管进行热交换，液态工质被加热变为高温高压的气体；高温高压的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘全，解玄，赵小玉，尹必峰，董非，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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