一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法，该装置包括氢气供给元件、余压余热利用模块、氢燃料电池电堆和控制模块；余压余热利用模块包括一级余压余热利用子模块、二级余压余热利用子模块和三级余压余热利用子模块。该氢燃料电池系统的余压余热利用装置通过余压余热利用模块对氢气供给元件提供氢气的余压与氢燃料电池电堆的废热输出端输出的余热进行换热处理，能够将氢气所蕴涵的气体势能转化为机械功，提供给氢燃料电池电堆中的氢气循环泵、空气压缩机和水循环泵，降低氢燃料电池电堆所使用产生的电能，从而提高整体氢气化学能的利用效率，进一步提高氢燃料电池电堆的供电效率。料电池电堆的供电效率。料电池电堆的供电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，其具有单位质量燃烧热值高的特点，氢能的燃烧热值是汽油的3倍、酒精的3.9倍以及焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。质子交换膜氢燃料电池是能够将氢气中的化学能直接转化为电能的装置，由于其转化过程无燃烧过程从而避免了热力学第二定律的限制。
[0003]现有燃料电池系统由燃料电池堆、氢气供给系统、空气供给系统、水热管理系统及电控系统组成。燃料电池堆由多个单电池以串联方式层叠组合构成，燃料电池堆可以通过将双极板与膜电极三合一组件(MEA)交替叠合，各单电池之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固住，就组成了质子交换膜燃料电池堆。氢气供给系统的主要作用是将储氢瓶出来的氢气进行一定的处理，转化成适于燃料电池堆内化学反应的气体(流量、压力、温度、湿度等)，经过氢气供给系统的处理，让燃料电池堆处于相对合适的条件下。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池系统的余压余热利用装置，其特征在于，包括氢气供给元件、余压余热利用模块、氢燃料电池电堆和控制所述氢气供给元件、所述余压余热利用模块和所述氢燃料电池电堆运行的控制模块；所述余压余热利用模块包括一级余压余热利用子模块、二级余压余热利用子模块和三级余压余热利用子模块，所述一级余压余热利用子模块、所述二级余压余热利用子模块和所述三级余压余热利用子模块的输入端均与所述氢气供给元件连接，所述一级余压余热利用子模块的输出端与所述二级余压余热利用子模块的输入端连接，所述二级余压余热利用子模块的输出端与所述三级余压余热利用子模块的输入端连接，所述三级余压余热利用子模块的输出端与所述氢燃料电池电堆的氢气输入端连接，所述氢燃料电池电堆的废热输出端分别与所述一级余压余热利用子模块、所述二级余压余热利用子模块和所述三级余压余热利用子模块连接；所述氢气供给元件，用于向所述氢燃料电池电堆提供氢气；所述一级余压余热利用子模块，用于对高压的氢气进行做功并给氢燃料电池电堆提供动能，以及对做功后的氢气与所述氢燃料电池电堆的废热输出端输出的余热进行换热处理，得到一级换热氢气；所述二级余压余热利用子模块，用于对中压的氢气或所述一级换热氢气进行做功并给氢燃料电池电堆提供动能，以及对做功后的氢气与所述氢燃料电池电堆的废热输出端输出的余热进行换热处理，得到二级换热氢气；所述三级余压余热利用子模块，用于对低压的氢气或所述二级换热氢气进行做功并给氢燃料电池电堆提供动能，以及对做功后的氢气与所述氢燃料电池电堆的废热输出端输出的余热进行换热处理，得到三级换热氢气；所述氢燃料电池电堆，用于根据所述三级换热氢气与空气进行反应发电；所述控制模块，用于根据所述氢气供给元件提供氢气的压力大小控制所述一级余压余热利用子模块、所述二级余压余热利用子模块和/或所述三级余压余热利用子模块工作，以及控制所述氢燃料电池电堆工作。2.根据权利要求1所述的氢燃料电池系统的余压余热利用装置，其特征在于，包括第一阀门元件和第二阀门元件，所述第一阀门元件的输入端与所述氢气供给元件的输出端连接，所述第一阀门元件的第一输出端与所述一级余压余热利用子模块连接，所述第一阀门元件的第二输出端与所述第二阀门元件的输入端连接，所述第二阀门元件的第一输出端与所述二级余压余热利用子模块的输入端连接，所述第二阀门元件的第二输出端与所述三级余压余热利用子模块的输入端连接。3.根据权利要求1所述的氢燃料电池系统的余压余热利用装置，其特征在于，包括第三阀门元件和第四阀门元件，所述第三阀门元件的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文，刘石，刘志刚，梁崇淦，杨毅，王红星，郭欣然，万文军，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：