一种燃料电池余热利用系统及车辆技术方案

本申请公开了一种燃料电池余热利用系统及车辆，其中，燃料电池余热利用系统包括热泵循环组件和发电组件，热泵循环组件包括第一换热器、第一工质泵和第一控制阀；第一换热器用于通过热泵工质从电堆冷却水中吸收热量，第一工质泵用于对第一换热器中的热泵工质加压使其压力和温度提升；发电组件包括膨胀机单元和发电机，膨胀机单元用于利用热泵工质的内能做功；发电机与膨胀机单元连接，用于在膨胀机单元的驱动下发电以输出电能。将第一工质泵设置在第一换热器和第一控制阀之间，第一换热器中升温后的热泵工质经第一工质泵加压后压力温度进一步提高，提高了供给膨胀机单元的热量的热能品味，使发电机输出更多的电能，提高了余热利用率。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于余热回收，具体涉及一种燃料电池余热利用系统及车辆。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种通过电化学反应将燃料中的化学能转化成电能的装置。燃料电池在电化学反应过程中在阳极消耗氢气，在阴极消耗氧气并生成水，因此具备清洁、无污染的特点。目前pemfc的发电效率只有50％左右，化学反应中几乎一半的能量会以热的形式通过冷却系统耗散，这意味着pemfc有很大的热回收潜力。电堆电推冷却水所带走的热量占总耗散热量的90％以上，因此电推冷却水的余热利用有利于提升能量利用率。

2、现有技术中公开号为cn104879177a的专利技术专利提出了一种有机朗肯循环与热泵循环的耦合系统，该系统包括相互耦合的有机朗肯循环组件和热泵单元，并且有机朗肯循环组件与热泵循环组件共用一个蒸发器，并通过蒸发器进行耦合，工作时，循环工质与回收的低温余热流在蒸发器内进行热量交换后分为两部分气态工质，一部分气态工质进入膨胀机参与有机朗肯循环，另一部分气态工质进入压缩机参与热泵循环，膨胀机所做的功优先驱动与膨胀机同轴相连的压缩机，实现热泵循环高温热能的输出，剩余部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池余热利用系统，其特征在于，包括；

2.根据权利要求1所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述第一控制阀采用三通阀，所述第一控制阀包括第一阀口、第二阀口和第三阀口；所述第一阀口和所述第二阀口接入于所述热泵循环回路；

3.根据权利要求2所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述供暖组件还包括连通于所述供暖回路中的汽车加热器，所述汽车加热器分别与所述暖风散热器和所述第三阀口连接。

4.根据权利要求3所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第一工质泵、所述第一控制阀、所述汽车加热器和所述膨胀机单元电连接，所述...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池余热利用系统，其特征在于，包括；

2.根据权利要求1所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述第一控制阀采用三通阀，所述第一控制阀包括第一阀口、第二阀口和第三阀口；所述第一阀口和所述第二阀口接入于所述热泵循环回路；

3.根据权利要求2所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述供暖组件还包括连通于所述供暖回路中的汽车加热器，所述汽车加热器分别与所述暖风散热器和所述第三阀口连接。

4.根据权利要求3所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第一工质泵、所述第一控制阀、所述汽车加热器和所述膨胀机单元电连接，所述控制器用于根据第一预设条件判断是否有预热利用需求：

5.根据权利要求4所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述若判定有预热利用需求，且判定有供暖需求之后，所述控制器还用于判断是否有发电需求，若判定有发电需求时，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口均导通，以同时导通所述热泵循环回路和所述供暖回路，通过控制所述第二阀口和所述第三阀口的开启角度控制进入所述热泵循环回路和所述供暖回路的热泵工质的流量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述膨胀机单元连通于所述热泵循环回路；和/或，所述热泵循环回路上连通有用于从所述热泵工质中吸收热量的第二换热器，所述膨胀机单元连通于所述第二换热器。

7.根据权利要求6所述的燃料电池余热利用系统，其特征在于，所述膨胀机单元包括第一膨胀机；所述的燃料电池余热利用还包括有机朗肯循环组件，所述有机朗肯循环组件包括所述第二换热器、所述第一膨胀机、第一冷凝器和所述发电机，所述第二换热器的第二入口端与所述第一工质泵连通，所述第二换热器的第二出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：万旭，李波，李列凯，张剑，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：