【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池系统。
技术介绍
1、燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的装置，被广泛应用于汽车、船舶、电站等领域。在燃料电池工作时，氢气和空气被分别通入燃料电池的阳极和阴极侧，发生电化学反应产生电能。燃料电池系统因使用环境的要求，必须满足在低于零下温度的情况下能启动和稳定工作。
2、围绕零下温度下启动的问题，如公告号为cn113506893b的专利文献公开了一种燃料电池系统及其低温启动方法，该专利技术在燃料电池系统中添加了一个催化燃烧器装置，在电堆温度升高到预设温度后，具有避免氢气和空气直接在电堆内反应，可能引起的电堆内结冰导致启动失败的优点。
3、但该燃料电池系统在常温环境运行时需要外接中冷器来对经空压机出口的高温空气进行降温，增大了系统的复杂程度，不利于系统的平稳运行和维护。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种燃料电池系统，用以解决现有技术中存在的在常温环境运行时需要外接中冷器来对空气进行降温，增大了系统的复杂程度的技术问题。
2、为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供了一种燃料电池系统，包括催化换热器、电堆、氢气加热管路、尾气利用管路、冷却液换热管路、温度获取子系统和控制子系统，所述氢气加热管路与所述催化换热器连接，所述尾气利用管路和所述冷却液换热管路均与所述催化换热器和所述电堆连接，所述温度获取子系统与所述电堆连接，所述控制子系统与所述氢气加热管路、所述尾气利用管路、所述冷却液换热管路和所
3、其中，所述催化换热器用于利用空气和氢气反应产生热量加热所述催化换热器中的冷却液和空气，还用于利用冷却液冷却所述催化换热器中的空气；
4、所述氢气加热管路用于向所述催化换热器通入氢气；
5、所述尾气利用管路用于将空气经所述催化换热器后通入所述电堆；
6、所述冷却液换热管路用于将冷却液在所述催化换热器和所述电堆之间循环；
7、所述温度获取子系统用于获取电堆温度，并将所述电堆温度传输给所述控制子系统；
8、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路和所述冷却液换热管路导通，以使得所述催化换热器利用空气和氢气反应产生热量加热所述催化换热器中的冷却液和空气，直至所述电堆温度不低于第一预设温度，还用于在所述电堆温度不低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路关闭，所述尾气利用管路和所述冷却液换热管路导通，以使得所述催化换热器利用冷却液冷却所述催化换热器中的空气。
9、在一些可能的实现方式中，所述尾气利用管路一端用于接入空气，另一端通过所述催化换热器连通所述电堆，所述尾气利用管路上设有尾气控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述尾气利用管路的导通和关闭。
10、在一些可能的实现方式中，所述冷却液换热管路一端连通所述催化换热器，另一端连通所述电堆，所述冷却液换热管路上设置有冷却液控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述冷却液换热管路的导通和关闭。
11、在一些可能的实现方式中，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
12、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路和所述冷却液换热管路导通，包括：
13、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第二预设温度时，控制所述氢气加热管路、所述冷却液换热管路和所述尾气排放管路导通，所述尾气利用管路关闭，其中，所述第二预设温度低于所述第一预设温度。
14、在一些可能的实现方式中，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
15、所述温度获取子系统还用于获取环境温度，并将所述环境温度传输给所述控制子系统；
16、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路和所述冷却液换热管路导通，包括：
17、所述控制子系统用于在所述电堆温度不低于第二预设温度和低于第三预设温度，以及所述环境温度低于第四预设温度时，控制所述氢气加热管路、所述冷却液换热管路和所述尾气排放管路导通，所述尾气利用管路关闭，其中，所述第三预设温度低于所述第一预设温度。
18、在一些可能的实现方式中，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
19、所述温度获取子系统还用于获取环境温度，并将所述环境温度传输给所述控制子系统；
20、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路和所述冷却液换热管路导通，包括：
21、所述控制子系统用于在所述电堆温度不低于第二预设温度和低于第三预设温度，且所述环境温度不低于第四预设温度时，控制所述氢气加热管路、所述冷却液换热管路和所述尾气利用管路导通，所述尾气导通管路关闭，其中，所述第三预设温度低于所述第一预设温度。
22、在一些可能的实现方式中，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
23、所述温度获取子系统还用于获取环境温度，并将所述环境温度传输给所述控制子系统；
24、所述控制子系统用于在所述电堆温度低于第一预设温度时，控制所述氢气加热管路和所述冷却液换热管路导通，包括：
25、所述控制子系统用于在所述电堆温度不低于第三预设温度时，控制所述氢气加热管路、所述冷却液换热管路和所述尾气利用管路导通，所述尾气排放管路关闭，其中，所述第三预设温度低于所述第一预设温度。
26、在一些可能的实现方式中，所述燃料电池系统还包括与所述电堆连接的冷却液散热管路，所述冷却液散热管路用于将冷却液在所述电堆和散热器之间循环；
27、所述温度获取子系统还用于获取冷却液入堆温度，并将所述冷却液入堆温度传输给所述控制子系统；
28、所述控制子系统还用于在所述冷却液入堆温度不低于第五预设温度时，控制所述冷却液散热管路导通。
29、在一些可能的实现方式中，催化换热器包括外壳、换热壁和反应催化剂，换热壁设置于外壳的内腔，将外壳的内腔分隔为反应腔体和换热腔体，反应催化剂固定于反应腔体的壁面上。
30、在一些可能的实现方式中，所述催化换热器中的反应腔体和换热腔体交叠设置有多层
31、采用上述实施例的有益效果是：本专利技术通过温度获取子系统获取电堆温度，控制子系统在电堆温度低于第一预设温度时，即电堆处于低温状态时，控制氢气加热管路和冷却液换热管路导通，使得催化换热器中空气和氢气反应产生热量加热催化换热器中的冷却液和空气，进而对电堆进行加热升温，实现在低温环境下燃料电池系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括电堆、催化换热器、氢气加热管路、尾气利用管路、冷却液换热管路、温度获取子系统和控制子系统，所述氢气加热管路与所述催化换热器连接，所述尾气利用管路和所述冷却液换热管路均与所述催化换热器和所述电堆连接，所述温度获取子系统与所述电堆连接，所述控制子系统与所述氢气加热管路、所述尾气利用管路、所述冷却液换热管路和所述温度获取子系统连接；
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述尾气利用管路一端用于接入空气，另一端通过所述催化换热器连通所述电堆，所述尾气利用管路上设有尾气控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述尾气利用管路的导通和关闭。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述冷却液换热管路一端连通所述催化换热器，另一端连通所述电堆，所述冷却液换热管路上设置有冷却液控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述冷却液换热管路的导通和关闭。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至外界；
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述电堆连接的冷却液散热管路，所述冷却液散热管路用于将冷却液在所述电堆和散热器之间循环；
9.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述催化换热器包括外壳、换热壁和反应催化剂，所述换热壁设置于所述外壳的内腔中，将所述外壳的内腔分隔为反应腔体和换热腔体，所述反应催化剂固定于所述反应腔体的壁面上。
10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，所述催化换热器中的反应腔体和换热腔体交叠设置有多层。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括电堆、催化换热器、氢气加热管路、尾气利用管路、冷却液换热管路、温度获取子系统和控制子系统，所述氢气加热管路与所述催化换热器连接，所述尾气利用管路和所述冷却液换热管路均与所述催化换热器和所述电堆连接，所述温度获取子系统与所述电堆连接，所述控制子系统与所述氢气加热管路、所述尾气利用管路、所述冷却液换热管路和所述温度获取子系统连接；
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述尾气利用管路一端用于接入空气，另一端通过所述催化换热器连通所述电堆，所述尾气利用管路上设有尾气控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述尾气利用管路的导通和关闭。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述冷却液换热管路一端连通所述催化换热器，另一端连通所述电堆，所述冷却液换热管路上设置有冷却液控制阀，所述控制子系统通过向所述尾气控制阀输入控制信号来控制所述冷却液换热管路的导通和关闭。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括与所述催化换热器连接的尾气排放管路，所述尾气排放管路用于将所述催化换热器的尾气排放至...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，潘建欣，谭琼，向育辰，刘康儒，
申请(专利权)人：武汉氢能与燃料电池产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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