本发明专利技术公开了加热器、燃料电池系统及燃料电池系统用控制方法，该加热器包括加热壳体、电热板和换热壳体，电热板固定设置于加热壳体的加热腔内，加热壳体设有输入口、输出口、循环入口和循环出口，输入口、输出口、循环入口和循环出口均与加热腔连通，且输入口和循环入口分布于加热壳体的一端，输出口和循环出口分布于加热壳体的另一端，循环入口和循环出口能选择性的连通或断开；换热壳体固定设置于加热壳体的外周，换热壳体设有换热腔；或，换热壳体与加热壳体形成换热腔；换热壳体设有与换热腔连通的换热入口和换热出口。该加热器相对于现有技术而言结构简单，且有效提升了对流体加热的加热效率和加热效果。热效率和加热效果。热效率和加热效果。
【技术实现步骤摘要】
加热器、燃料电池系统及燃料电池系统用控制方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池系统
，尤其涉及加热器、燃料电池系统及燃料电池系统用控制方法。
技术介绍
[0002]燃料电池发动机是燃料电池车的动力源，它是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。它的核心部件是由多个单电池串联组成的燃料电池堆，还装有氢气供给系统、空气供给系统、水热管理系统和控制系统等，只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转，才能保证燃料电池发动机的正常运转。氢气供给系统和空气供给系统为燃料电池堆发电提供足够的氧化剂和还原剂，氢氧之间发生的电化学反应受到气体流量和气体压力的影响，这两个系统需要在电堆工作时能够提供足够的反应气体流量和压力以满足其运行要求。
[0003]其中，对于氢气供给系统和空气供给系统而言，加热器和换热器均为重要的组成结构，能够调整输送给燃料电池堆的氢气和空气的温度，从而使得燃料电池堆能够高效稳定的进行电化学反应。现有技术中的加热器整合了换热的功能，但结构复杂，对流经加热器的流体的温度调节的效果差，且调节效率低。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供加热器、燃料电池系统及燃料电池系统用控制方法，以解决现有技术中的整合了换热功能的加热器，结构复杂，对流经加热器的流体的温度调节的效果差，且调节效率低的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]加热器，其包括：
[0007]加热壳体，以及固定设置于所述加热壳体的加热腔内的电热板，所述加热壳体设有输入口、输出口、循环入口和循环出口，所述输入口、所述输出口、所述循环入口和所述循环出口均与所述加热腔连通，且所述输入口和所述循环入口分布于所述加热壳体的一端，所述输出口和所述循环出口分布于所述加热壳体的另一端，所述循环入口和所述循环出口能选择性的连通或断开；
[0008]换热壳体，所述换热壳体固定设置于所述加热壳体的外周，所述换热壳体设有换热腔；或，所述换热壳体与所述加热壳体形成换热腔；所述换热壳体设有与所述换热腔连通的换热入口和换热出口。
[0009]作为上述加热器的一种优选方案，所述电热板的加热板面与所述输入口的输入方向呈锐角分布。
[0010]作为上述加热器的一种优选方案，所述电热板的数量为多个，多个所述电热板自所述输入口至所述输出口的方向交错分布，并形成蛇形通道。
[0011]作为上述加热器的一种优选方案，所述加热壳体还设有第一温度传感器和第二温
度传感器，所述第一温度传感器用于监测所述输入口处的流体的温度，所述第二温度传感器用于监测所述输出口处的流体的温度。
[0012]燃料电池系统，包括流体源和燃料电池堆，其还包括上述的加热器，所述加热器的输入口与所述流体源连通，所述加热器的输出口与所述燃料电池堆的输入口连通，所述燃料电池堆的输出口能与所述换热入口连通。
[0013]燃料电池系统用控制方法，其用于实施于上述的燃料电池系统，所述燃料电池系统用控制方法包括：
[0014]控制流体源输送流体；
[0015]获取燃料电池系统的尾气温度；获取所述输入口处的流体的温度；
[0016]依据燃料电池系统的尾气温度和所述输入口处的流体的温度选择不加热流体，或通过第一加热模式加热流体，或通过第二加热模式加热流体；
[0017]其中，所述第一加热模式为：向所述换热腔输入所述燃料电池堆排出的尾气；
[0018]其中，所述第二加热模式为：所述电热板通电。
[0019]作为上述燃料电池系统用控制方法的一种优选方案，依据燃料电池系统的尾气温度和所述输入口处的流体的温度选择不加热流体，或通过第一加热模式加热流体，或通过第二加热模式加热流体的具体步骤包括：
[0020]判断燃料电池系统的尾气温度是否大于设定尾气温度；判断所述加热器的输入口处的流体的温度是否小于设定温度；
[0021]若燃料电池系统的尾气温度大于所述设定尾气温度，且所述加热器的输入口处的流体的温度小于所述设定温度，则通过所述第一加热模式加热流体；
[0022]若燃料电池系统的尾气温度小于等于所述设定尾气温度，且所述加热器的输入口处的流体的温度小于所述设定温度，则通过所述第二加热模式加热流体；
[0023]若所述加热器的输入口处的流体的温度大于等于所述设定温度，则不加热流体。
[0024]作为上述燃料电池系统用控制方法的一种优选方案，所述循环入口和所述循环出口通过循环管路连通，且所述循环管路上设有增压结构；
[0025]通过所述第一加热模式加热流体第一设定时长之后，还包括以下步骤：
[0026]判断所述输出口处的流体的温度是否小于第一设定温度范围的最小值；
[0027]若所述输出口处的流体的温度小于所述第一设定温度范围的最小值，则控制开启所述增压结构，控制开启第二加热模式加热流体；
[0028]若所述输出口处的流体的温度在所述第一设定温度范围内，则控制流体由所述加热器流入所述燃料电池堆；并返回获取燃料电池系统的尾气温度，获取所述输入口处的流体的温度。
[0029]作为上述燃料电池系统用控制方法的一种优选方案，所述循环入口和所述循环出口通过循环管路连通，且所述循环管路上设有增压结构；
[0030]通过所述第二加热模式加热流体第二设定时长之后，还包括以下步骤：
[0031]判断所述输出口处的流体的温度是否小于第一设定温度范围的最小值；
[0032]若所述输出口处的流体的温度小于所述第一设定温度范围的最小值，则控制开启所述增压结构，控制开启所述第一加热模式加热流体，并持续采用所述第二加热模式加热流体，直至所述输出口处的流体的温度在所述第一设定温度范围内；控制流体由加热器流
入所述燃料电池堆；控制关闭所述增压结构，并返回获取燃料电池系统的尾气温度，获取所述输入口处的流体的温度；
[0033]若所述输出口处的流体的温度在所述第一设定温度范围内，则控制流体由所述加热器流入所述燃料电池堆；并返回获取燃料电池系统的尾气温度，获取所述输入口处的流体的温度。
[0034]作为上述燃料电池系统用控制方法的一种优选方案，所述电热板的数量为多个；
[0035]当采用第二加热模式加热流体时，依据所述输入口处的流体的温度和是否同步采用所述第一加热模式加热流体确定电热板的通电数量。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037]本专利技术的目的在于提供了加热器、燃料电池系统及燃料电池系统用控制方法，其中，该加热器包括加热壳体、电热板和换热壳体，电热板固定设置于加热壳体的加热腔内，加热壳体设有输入口、输出口、循环入口和循环出口，输入口、输出口、循环入口和循环出口均与加热腔连通，且输入口和循环入口分布于加热壳体的一端，输出口和循环出口分布于加热壳体的另一端，循环入口和循环出口能选择性的连通或断开；换热壳体固定设置于加热壳体的外周，换热壳体设有换热腔；或，换热壳体与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.加热器，其特征在于，包括：加热壳体(1)，以及固定设置于所述加热壳体(1)的加热腔(11)内的电热板(2)，所述加热壳体(1)设有输入口(12)、输出口(13)、循环入口(14)和循环出口(15)，所述输入口(12)、所述输出口(13)、所述循环入口(14)和所述循环出口(15)均与所述加热腔(11)连通，且所述输入口(12)和所述循环入口(14)分布于所述加热壳体(1)的一端，所述输出口(13)和所述循环出口(15)分布于所述加热壳体(1)的另一端，所述循环入口(14)和所述循环出口(15)能选择性的连通或断开；换热壳体(3)，所述换热壳体(3)固定设置于所述加热壳体(1)的外周，所述换热壳体(3)设有换热腔(31)；或，所述换热壳体(3)与所述加热壳体(1)形成换热腔(31)；所述换热壳体(3)设有与所述换热腔(31)连通的换热入口(32)和换热出口(33)。2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述电热板(2)的加热板面与所述输入口(12)的输入方向呈锐角分布。3.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述电热板(2)的数量为多个，多个所述电热板(2)自所述输入口(12)至所述输出口(13)的方向交错分布，并形成蛇形通道。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的加热器，其特征在于，所述加热壳体(1)还设有第一温度传感器(41)和第二温度传感器(42)，所述第一温度传感器(41)用于监测所述输入口(12)处的流体的温度，所述第二温度传感器(42)用于监测所述输出口(13)处的流体的温度。5.燃料电池系统，包括流体源(61)和燃料电池堆(62)，其特征在于，还包括权利要求1
‑
4任一项所述的加热器，所述加热器的输入口(12)与所述流体源(61)连通，所述加热器的输出口(13)与所述燃料电池堆(62)的输入口(12)连通，所述燃料电池堆(62)的输出口(13)能与所述换热入口(32)连通。6.燃料电池系统用控制方法，其特征在于，用于实施于权利要求5所述的燃料电池系统，所述燃料电池系统用控制方法包括：控制流体源(61)输送流体；获取燃料电池系统的尾气温度；获取所述输入口(12)处的流体的温度；依据燃料电池系统的尾气温度和所述输入口(12)处的流体的温度选择不加热流体，或通过第一加热模式加热流体，或通过第二加热模式加热流体；其中，所述第一加热模式为：向所述换热腔(31)输入所述燃料电池堆(62)排出的尾气；其中，所述第二加热模式为：所述电热板(2)通电。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统用控制方法，其特征在于，依据燃料电池系统的尾气温度和所述输入口(12)处的流体的温度选择不加热流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李仁波，刘焕东，李志杰，陈宾，高明春，吴明华，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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