一种燃料电池旅居车系统技术方案

本发明专利技术公开一种燃料电池旅居车系统，属于燃料电池领域，包括：燃料电池系统，其具有尾排管道；消音器，其具有进气口和出气口；气液分离装置，其具有进口端、出水口端和出气口端，进口端和尾排管道的出口连接，出气口端和进气口通过管路连接；生活用水系统，其包括储水箱、输送水泵、净化装置和加热/冷却装置，储水箱具有进水端和出水端，进水端和出水口端通过管路连接，加热/冷却装置具有入水端和供水端，出水端和入水端通过管路连接，输送水泵和净化装置设在出水端和入水端之间的管路。如此设计，不仅解决尾排水的随意排放问题，避免尾排水经消音器流至路面而发生结冰的问题，而且，能对尾排水进行回收利用，节省水资源，符合节能环保要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池旅居车系统


[0001]本专利技术属于燃料电池
，特别涉及一种燃料电池旅居车系统。

技术介绍

[0002]随着燃料电池在汽车行业的搭载逐步成熟，燃料电池在工作过程中暴露出来的问题也愈加明显，比如尾排水的排放问题。目前，国内燃料电池的搭载车型主要是旅居车、公交车、物流车及环卫车等。在北方冬季低于零摄氏度的环境下，如果燃料电池系统所产生的尾排水随意排放，就会存在着尾排水在路面上结冰的风险。这一问题严重影响了行人和行车安全，且在大功率燃料电池系统(如200kW以上的燃料电池系统)的开发和搭载中会尤为突出，故合理有效地二次利用燃料电池系统中的尾排水，以提高燃料电池系统的功能性和应用安全性，是目前燃料电池领域中的一大课题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种燃料电池旅居车系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0005]本专利技术公开了一种燃料电池旅居车系统，包括：
[0006]燃料电池系统，其具有尾排管道；
[0007]消音器，其具有进气口和出气口；
[0008]气液分离装置，其具有进口端、出水口端和出气口端，所述进口端和尾排管道的出口连接，所述出气口端和进气口通过管路连接；
[0009]生活用水系统，其包括储水箱、输送水泵、净化装置和加热/冷却装置，所述储水箱具有进水端和出水端，所述进水端和出水口端通过管路连接，所述加热/冷却装置具有入水端和供水端，所述出水端和所述入水端通过管路连接，所述输送水泵和净化装置设在所述出水端和所述入水端之间的管路。
[0010]本专利技术提供的燃料电池旅居车系统至少具有如下的有益效果：燃料电池系统在运行时会产生尾排水和尾排气，通过尾排管道排放至气液分离装置，实现水气分离，尾排气能流经气液分离装置的出气口端和消音器而排放至大气环境，而尾排水能流经气液分离装置的出水口端和储水箱的进水端而储存于储水箱内，在输送水泵工作时，尾排水能够经储水箱的出水端流出，在流经净化装置时，尾排水能够得到净化处理，在流经加热/冷却装置时，尾排水能够得到加热处理或冷却处理，从而为使用者提供车载生活用水；如此设计，不仅很好的解决了尾排水的随意排放问题，有效避免尾排水经消音器流至路面而发生结冰的问题，而且，能够对旅居车的尾排水进行回收利用，节省水资源，符合节能环保的要求。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述气液分离装置包括混排管和分水器；所述混排管设有进料端和出料端，所述进料端设有多个，所述尾排管道设有多根且分别与多个进料端连接，所述分水器具有入口端、排气口端和排水口端，所述入口端和出料端通过管路
连接，所述排气口端和进气口通过管路连接，所述排水口端和进水端通过管路连接。
[0012]混排管设有多个进料端，能够分别接收来自燃料电池系统中的空气单元和氢气单元所产生的尾排水和尾排气，分水器能对流入的尾排水和尾排气进行水气分离，尾排水经分水器的排水口端而流入储水箱，尾排气经分水器的排气口端而流至消音器，分水器的设置，有助收集更多的尾排水，可以降低流向消音器的尾排气的湿度，避免因过量的液态水或水汽流入消音器而导致消音器的工作性能出现衰减。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述尾排管道的出口直接连接于储水箱的进水端，所述储水箱具有出气端，所述进气口直接连接于出气端。
[0014]在尾排管道和储水箱之间取消气液分离装置，将尾排管道的出口直接连通于储水箱的储水腔，储水箱能起到气液分离的作用，促使从尾排管道流出的尾排水储存在储水箱内，而从尾排管道流出的尾排气经储水箱的出气端流向消音器，并排放至外界；如此设计，可以减少气液分离装置，提升该燃料电池旅居车系统的集成度，降低开发和制造成本。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和热管理回路；所述热管理回路包括第一水泵、第一节温器、第一散热器和第一加热器，所述燃料电池电堆具有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液出口和第一节温器的进口连接，所述第一节温器的大循环出口、第一散热器、第一水泵和冷却液进口依次连接，所述第一节温器的小循环出口、第一加热器和第一水泵依次连接，所述储水箱设有储水加热器，所述储水加热器与第一散热器并联连接。
[0016]在第一节温器全开时，热管理回路能够给燃料电池电堆提供散热的功能；在第一节温器全关时，热管理回路能够给燃料电池电堆提供低温预热的功能；在第一水泵工作、第一节温器全开时，冷却液流入燃料电池电堆，吸收大量的热能，以降低燃料电池电堆的温度，然后冷却液流至第一散热器进行散热，令冷却液的温度下降；同时，部分冷却液流至储水加热器，将热量传递给储水箱内的水，利用热管理回路的余热实现对储水箱的水加热，避免储水箱内的水出现低温结冰问题，同时，有助降低加热/冷却装置在加热水时所耗的电能，能够满足低温环境下车载生活用水的使用。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述热管理回路还包括辅助散热器；所述辅助散热器与所述第一散热器并联连接。在热管理回路给燃料电池电堆提供散热作用时，部分冷却液流至辅助散热器，促使冷却液的热量传递出去，利用热管理回路的热量，达到根据整车搭载需求实现座椅加热或车舱暖风的目的，有效降低旅居车因座椅加热或车舱暖风所耗的能源，同时，能减少第一散热器的散热负荷。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，燃料电池旅居车系统还包括动力电池系统和热交换器；所述动力电池系统包括动力电池、第二水泵、第二节温器、第二散热器和第二加热器，所述动力电池设有换热器，所述第二节温器的大循环出口、第二散热器、第二水泵、换热器和第二节温器的进口依次连接，所述第二节温器的小循环出口、第二加热器和第二水泵依次连接，所述热交换器具有第一流道和第二流道，所述第一流道和第一加热器并联连接，所述第二流道和第二加热器并联连接。
[0019]动力电池设置换热器，让换热器对动力电池提供预热和散热功能；在第二节温器全开时，换热器能吸收动力电池的热量；在第二节温器全关时，换热器能向动力电池传递热量，实现动力电池的低温预热；而且，通过设置热交换器，耦合动力电池系统和燃料电池系
统，实现动力电池和燃料电池在低温环境下的快速预热，同时，热交换器的第一流道并联连接于第一加热器，热交换器的第二流道并联连接于第二加热器，能够改善第一加热器和第二加热器在系统布置中流阻过大的问题。
[0020]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料电池电堆具有空气进口、空气出口、氢气进口和氢气出口，所述燃料电池系统还包括空气单元和氢气单元；
[0021]所述空气单元包括空压机、空气冷却器和增湿器，所述空气冷却器具有第一换热通道和第二换热通道，所述空压机、第一换热通道、增湿器的干侧流道和空气进口依次连接，所述空气出口、增湿器的湿侧流道和尾排管道依次连接；
[0022]所述氢气单元包括储氢瓶、氢气升温器、引射器、循环泵和气液分离器，所述氢气升温器具有第一换热流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池旅居车系统，其特征在于，包括：燃料电池系统，其具有尾排管道；消音器，其具有进气口和出气口；气液分离装置，其具有进口端、出水口端和出气口端，所述进口端和尾排管道的出口连接，所述出气口端和进气口通过管路连接；生活用水系统，其包括储水箱、输送水泵、净化装置和加热/冷却装置，所述储水箱具有进水端和出水端，所述进水端和出水口端通过管路连接，所述加热/冷却装置具有入水端和供水端，所述出水端和所述入水端通过管路连接，所述输送水泵和净化装置设在所述出水端和所述入水端之间的管路。2.根据权利要求1所述的燃料电池旅居车系统，其特征在于，所述气液分离装置包括混排管和分水器；所述混排管设有进料端和出料端，所述进料端设有多个，所述尾排管道设有多根且分别与多个进料端连接，所述分水器具有入口端、排气口端和排水口端，所述入口端和出料端通过管路连接，所述排气口端和进气口通过管路连接，所述排水口端和进水端通过管路连接。3.根据权利要求1所述的燃料电池旅居车系统，其特征在于，所述尾排管道的出口直接连接于储水箱的进水端，所述储水箱具有出气端，所述进气口直接连接于出气端。4.根据权利要求1所述的燃料电池旅居车系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和热管理回路；所述热管理回路包括第一水泵、第一节温器、第一散热器和第一加热器，所述燃料电池电堆具有冷却液进口和冷却液出口，所述冷却液出口和第一节温器的进口连接，所述第一节温器的大循环出口、第一散热器、第一水泵和冷却液进口依次连接，所述第一节温器的小循环出口、第一加热器和第一水泵依次连接，所述储水箱设有储水加热器，所述储水加热器与第一散热器并联连接。5.根据权利要求4所述的燃料电池旅居车系统，其特征在于，所述热管理回路还包括辅助散热器；所述辅助散热器与所述第一散热器并联连接。6.根据权利要求4所述的燃料电池旅居车系统，其特征在于，还包括动力电池系统和热交换器；所述动力电池系统包括动力电池、第二水泵、第二节温器、第二散热器和第二加热器，所述动力电池设有换热器，所述第二节温器的大循环出口、第二散热器、第二水泵、换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇昌盛，卢炽华，颜伏伍，吴友华，刘建国，丘祖新，李振兴，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：