一种燃料电池汽车废气回收利用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池汽车废气回收利用系统，包括空气循环回路、动力电池冷却回路以及水空热交换器；空气循环回路包括空压机、电堆、水分离器、四通阀以及蒸发器；空压机的出口端设有第一支路和第二支路，第一支路与电堆连接，以用于燃料电池的反应；第二支路与水分离器连接，以用于水气分离；水分离器的出水口连接排水管道、出气口与四通阀连接，四通阀的第一出口与空压机连接，以便于空气的回收利用；四通阀的第二出口与蒸发器连接，蒸发器的旁侧设有鼓风机，以用于除雾处理；四通阀的第三出口与水空热交换器，以用于动力电池冷却回路的降温处理。本发明专利技术可对空压机所产生的高温空气进行有效的利用。温空气进行有效的利用。温空气进行有效的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车废气回收利用系统


[0001]本专利技术涉及汽车电池利用
，更具体地，涉及一种燃料电池汽车废气回收利用系统。

技术介绍

[0002]纯电动汽车乘员舱空调系统设计时，通常夏季采用制冷剂蒸发吸热实现制冷，冬季采用空气或水PTC辅助加热实现制热。但通过对比单PTC加热法、电机冷却液余热与PTC加热法与热泵式制热法发现，单PTC辅助加热的方式能耗高、效率低，严重地降低了纯电动汽车在冬季的续航里程。
[0003]在质子交换膜燃料电池汽车中，如果动力电池在没有突破性进展的情况下要保证低能耗制热，将会极大地耗费能量，而燃料电池在运行过程中由于存在活化电压损失、欧姆电压损失和浓差电压损失会不断产生热量，其中大约90％的产生的热量被冷却液带走，约5％的能量被气体带走，从而造成能量的浪费。
[0004]因此，如何利用中冷器后的气体热量及燃料电池废气带走的热量成为本领域亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种燃料电池汽车废气回收利用系统，可对空压机所产生的高温空气进行有效的利用。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种燃料电池汽车废气回收利用系统，包括空气循环回路、动力电池冷却回路以及水空热交换器；
[0007]所述空气循环回路包括空压机、电堆、水分离器、四通阀以及蒸发器；
[0008]所述空压机的出口端设有第一支路和第二支路，所述第一支路与所述电堆连接，以用于所述燃料电池的反应；所述第二支路与所述水分离器连接，以用于水气分离；
[0009]所述水分离器的出水口连接排水管道、出气口与所述四通阀连接，所述四通阀的第一出口与所述空压机连接，以便于空气的回收利用；所述四通阀的第二出口与所述蒸发器连接，所述蒸发器的旁侧设有鼓风机，以用于除雾处理；所述四通阀的第三出口与所述水空热交换器，以用于所述动力电池冷却回路的降温处理。
[0010]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述水分离器与所述空压机之间设有第一三通阀，所述蒸发器与所述第一三通阀连接，以使得剩余的空气回收至所述空压机中。
[0011]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述蒸发器与所述第一三通阀之间还设有第二三通阀，所述水空热交换器与所述第二三通阀连接，以使得换热后的空气回收至所述空压机中。
[0012]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述空压机上还设有空气出气管道，所述水分离器还与所述空气出气管道连接，以排出部分杂质气体。
[0013]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述第一支路上设有还设有截止阀和PFM流量计，所述截止阀用于控制所述第一支路的启闭，所述PFM流量计用于监测进入所述电堆的气体流量。
[0014]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述第二支路上还设有旁通阀，所述旁通阀用于控制所述第二支路的启闭。
[0015]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述电堆的出气口还通过背压阀与所述第二支路连接，且两者的连接点位于所述旁通阀的后侧，经由所述背压阀的水和水蒸气及高温空气进入所述水分离器内进行分离。
[0016]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述空压机的空气进出口处还设有HFM流量计，所述HFM流量计根据热敏电阻反馈电压与空气质量流量成函数来实时监测空压机进气流量。
[0017]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述空压机的出气口处还设有中冷器，所述中冷器用于对所述空压机产生的高温空气进行降温处理。
[0018]可选地，根据本专利技术所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，所述动力电池冷却回路包括动力电池、水泵、水加热器以及散热器；
[0019]所述动力电池、水泵与所述水空热交换器串联，以实现动力电池的循环冷却；所述水加热器和所述散热器并联在所述动力电池冷却回路中，所述水加热器用于所述动力电池低温时的预热，所述散热器与所述水空热交换器共同作用于所述动力电池的冷却。
[0020]本专利技术技术方案带来的有益效果：
[0021]1)利用燃料电池系统内的空压机产生的高温高压气体在低温条件下对玻璃进行除霜。
[0022]2)提高了系统能量回收利用率。
[0023]3)节省了空调系统PTC等零部件，提高了系统的集成度。
[0024]4)经过蒸发器的中低温气体可再次进入空压机二次利用，降低空压机的功耗。
[0025]5)动力电池水加热PTC可以取消或降低功耗，利用空压机废气对动力电池进行加热。
[0026]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0027]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0028]图1为本专利技术所公开的燃料电池汽车废气回收利用系统的结构示意图。
[0029]附图标记说明：1
‑
空气进气口；2
‑
HFM流量计；3
‑
空压机；4
‑
中冷器；5
‑
截止阀；6
‑
PFM流量计；7
‑
电堆；8
‑
背压阀；9
‑
旁通阀；10
‑
水分离器；11
‑
四通阀；12
‑
第一三通阀；13
‑
蒸发器；14
‑
鼓风机；15
‑
空气出气管道；16
‑
第二三通阀；17
‑
动力电池；18
‑
水泵；19
‑
水加热器；20
‑
散热器；21
‑
散热风扇；22
‑
水空热交换器。
具体实施方式
[0030]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0031]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0032]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0033]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0034]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0035]根据图1所示，本专利技术提供了一种燃料电池汽车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车废气回收利用系统，其特征在于，包括空气循环回路、动力电池冷却回路以及水空热交换器；所述空气循环回路包括空压机、电堆、水分离器、四通阀以及蒸发器；所述空压机的出口端设有第一支路和第二支路，所述第一支路与所述电堆连接，以用于所述燃料电池的反应；所述第二支路与所述水分离器连接，以用于水气分离；所述水分离器的出水口连接排水管道、出气口与所述四通阀连接，所述四通阀的第一出口与所述空压机连接，以便于空气的回收利用；所述四通阀的第二出口与所述蒸发器连接，所述蒸发器的旁侧设有鼓风机，以用于除雾处理；所述四通阀的第三出口与所述水空热交换器，以用于所述动力电池冷却回路的降温处理。2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，其特征在于，所述水分离器与所述空压机之间设有第一三通阀，所述蒸发器与所述第一三通阀连接，以使得剩余的空气回收至所述空压机中。3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，其特征在于，所述蒸发器与所述第一三通阀之间还设有第二三通阀，所述水空热交换器与所述第二三通阀连接，以使得换热后的空气回收至所述空压机中。4.根据权利要求3所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，其特征在于，所述空压机上还设有空气出气管道，所述水分离器还与所述空气出气管道连接，以排出部分杂质气体。5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池汽车废气回收利用系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔曌，温敏，陈彬彬，张扬，杨磊，姚帅杰，欧力郡，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：