一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，属于氢燃料电池应用领域。包括与氢燃料电池电堆冷却液出口、与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的循环管路，设置在所述循环管路上的散热器，外接在暖风系统的进风通道和出风通道，支接在循环管路上、位于氢燃料电池电堆冷却液出口端和散热器之间的第一支路和第二支路，以及一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第一支路和第二支路相连接的第一换热器。本实用新型专利技术通过在热管理组件中外接一个支路与驾驶室暖风系统相连接，实现换热，将氢燃料电池电堆产生的热量收集利用，为驾驶室暖风系统加热，充分提高系统的利用效率。的利用效率。的利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统


[0001]本技术属于氢燃料电池应用领域，尤其是一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统。

技术介绍

[0002]近年来随着燃料电池系统的广泛应用，其应用场景越来越多元化，不仅适用于汽车，船舶、火车、无人机，还用于挖掘机等工程机械。传统挖掘机等工程机械采用柴油发动机，其后果是污染大，性能较低等缺点，工程机械行业也在致力于研发绿色无污染的零碳燃料，开始采用氢燃料系统代替柴油发动机。
[0003]当采用氢燃料电池作为挖掘机等工程机械动力源时，由于氢燃料系统本身散热量大的特性，当氢燃料电池额定运行时，电堆总能量45％转化为热能。该热能一部分以热水热气的形式从尾排处排出，该部分余热大量浪费，目前市场普遍的做法是通过调节三通阀、水泵和散热器三者对燃料电池系统进行散热控温，使燃料电池产生的部分热量直接向外界排放，导致燃料电池产生的热量的利用效率低。因此，如何利用氢燃料电池本身的产热和氢燃料电池的尾排的余热再利用，具有十分重要的意义了。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本技术提供一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，以解决
技术介绍
所涉及的问题。
[0005]本技术提供一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，包括：
[0006]热管理组件，包括与氢燃料电池电堆冷却液出口、与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的循环管路，设置在所述循环管路上的散热器；
[0007]辅助供热组件，包括外接在暖风系统的进风通道和出风通道，支接在循环管路上、位于氢燃料电池电堆冷却液出口端和散热器之间的第一支路和第二支路，以及一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第一支路和第二支路相连接的第一换热器。
[0008]本技术还提供一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，包括：
[0009]热管理组件，包括与氢燃料电池电堆冷却液出口、与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的循环管路，设置在所述循环管路上的散热器；
[0010]空气供给组件，包括一端与氢燃料电池电堆空气出口相连接、另一端与尾排口相连接的第四管路；
[0011]辅助供热组件，包括外接在暖风系统的进风通道和出风通道，支接在循环管路上、位于氢燃料电池电堆冷却液出口端和散热器之间的第一支路和第二支路，一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第一支路和第二支路相连接的第一换热器，支接在第四管路上的第三支路和第四支路，以及一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第三支路和第四支路相连接的第二换热器。
[0012]优选地或可选地，所述热管理组件包括：与氢燃料电池电堆冷却液出口相连接的
三通阀，分别与所述三通阀出口相连接第五管路和第六管路，依次设置在所述第五管路上的散热器和过滤器，设置在所述第六管路上的加热器，以及设置在所述第五管路和第六管路汇聚点、并与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的主水泵。
[0013]优选地或可选地，所述空气供给组件还包括：与氢燃料电池电堆空气进口相连接的第三管路，依次设置在所述第三管路上的空压机和中冷器；
[0014]其中，所述中冷器的冷却液进口所述主水泵的出水端相连通，所述中冷器的冷却液出口与三通阀的进口相连接。
[0015]优选地或可选地，所述第三管路上、靠近氢燃料电池电堆空气进口一侧设置有节气阀。
[0016]优选地或可选地，在所述散热器和过滤器之间还设置有第二水箱和去离子器。
[0017]优选地或可选地，所述第四管路上靠近氢燃料电池电堆空气出口一侧设置有背压阀。
[0018]优选地或可选地，还包括：氢供给组件；
[0019]所述氢供给组件包括：与供氢设备或供氢管路相连通、与氢燃料电池电堆的氢气接收口相连通的第一管路，与氢燃料电池电堆的氢气接收口相连通的第二管路，在所述第二管路上设置有第一水箱，与所述第一水箱相连接、并将处理后的氢气重新导入第一管道的循环泵。
[0020]优选地或可选地，所述稀释器的一侧与第一水箱排气口相连接，另一侧与第四管路相连接，通过第四管路中的空气稀释有第一水箱处理后排除的氢气，形成混合气体朝向尾气排除口流动。
[0021]本技术涉及一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：本技术通过在热管理组件中外接一个支路与驾驶室暖风系统相连接，实现换热，将氢燃料电池电堆产生的热量收集利用，为驾驶室暖风系统加热，充分提高系统的利用效率，而且更为环保，无须在采用传统的空调或热泵制热。而且电堆热管理组件由于部分热的冷却液被驾驶室冷空气冷却，此时系统本身的散热风机可以降低风机转速，降低了风机的功耗，也提高了系统的效率。
附图说明
[0022]图1是本技术的结构示意图。
[0023]附图标记为：10、氢燃料电池电堆；
[0024]21、第一管路；22、功能阀；23、第二管路；24、第一水箱；25、循环泵；26、稀释器；
[0025]31、第三管路；32、空压机；33、中冷器；34、节气门；35、第四管路；36、背压阀；37、尾排口；
[0026]41、三通阀；42、第五管路；43、散热器；44、过滤器；45、第六管路；46、加热器；47、主水泵；48、第二水箱；49、去离子器；
[0027]51、第一支路；52、第二支路；53、第一换热器；54、第三支路；55、第四支路；56、第二换热器。
具体实施方式
[0028]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0029]参阅附图1，一种氢燃料电池电堆10余热综合利用系统，包括：氢供给组件、空气供给组件、热管理组件和辅助供热组件。
[0030]氢供给组件包括进氢部分和氢回收部分。在进氢部分，第一管路21与供氢设备或供氢管路相连通，并与氢燃料电池电堆10的氢气接收口相连通；在所述第一管路21上还设置有多个功能阀22，所述功能包括但不限于开关阀、比例阀、减压阀；实现对第一管路21内氢气的控制。在氢回收部分，第二管路23与氢燃料电池电堆10的出氢口相连通，在所述第二管路23上设置有第一水箱24、循环泵25，通过第一水箱24进行汽水分离，实现尾气的初始处理；然后高浓度氢气通过循环泵25将处理后的氢气重新导入第一管路21中，低浓度氢气经过稀释器26与尾气混合稀释后，经过尾排口37排出。
[0031]空气供给组件包括进气部分和尾气排放部分，在进气部分，第三管路31与氢燃料电池电堆10的空气接收口相连通，在所述第三管路31上设置有空压机32、中冷器33和节气门34；空压机32能够提高空气的进气量，中冷器33用于降低空气增压后的空气的温度、以降低氢燃料电池电堆10的热负荷，进而增加发动机的功率。在尾气排放部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，其特征在于，包括：热管理组件，包括与氢燃料电池电堆冷却液出口、与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的循环管路，设置在所述循环管路上的散热器；辅助供热组件，包括外接在暖风系统的进风通道和出风通道，支接在循环管路上、位于氢燃料电池电堆冷却液出口端和散热器之间的第一支路和第二支路，以及一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第一支路和第二支路相连接的第一换热器。2.一种氢燃料电池电堆余热综合利用系统，其特征在于，包括：热管理组件，包括与氢燃料电池电堆冷却液出口、与氢燃料电池电堆冷却液进口端相连接的循环管路，设置在所述循环管路上的散热器；空气供给组件，包括一端与氢燃料电池电堆空气出口相连接、另一端与尾排口相连接的第四管路；辅助供热组件，包括外接在暖风系统的进风通道和出风通道，支接在循环管路上、位于氢燃料电池电堆冷却液出口端和散热器之间的第一支路和第二支路，一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第一支路和第二支路相连接的第一换热器，支接在第四管路上的第三支路和第四支路，以及一侧分别与进风通道和出风通道相连接、另一侧分别与第三支路和第四支路相连接的第二换热器。3.根据权利要求2所述的氢燃料电池电堆余热综合利用系统，其特征在于，所述热管理组件包括：与氢燃料电池电堆冷却液出口相连接的三通阀，分别与所述三通阀出口相连接第五管路和第六管路，依次设置在所述第五管路上的散热器和过滤器，设置在所述第六管路上的加热器，以及设置在所述第五管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙远志，王苁，邬智宇，陆敏敏，王金伟，
申请(专利权)人：常州永安行氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：