一种燃料电池余热利用系统技术方案

本技术提供一种燃料电池余热利用系统，包括燃料电堆；与燃料电堆连接的热电转换余热利用组件，其包括依次连接以构成用电回路的热电装置、电压转换器、用电器，热电装置与所述燃料电堆连接，热电装置包括通液管、若干P型半导体、以及与各P型半导体一一对应的N型半导体，每一P型半导体的一端与对应的N型半导体的一端电气连接以构成PN结形成热端，且该热端与通液管连接，每一P型半导体的另一端与对应的N型半导体的另一端形成冷端，且该冷端设有冷却件，通液管与燃料电堆连接以获取热源；以及与燃料电堆连接以向车内供暖的采暖余热利用组件。本系统结构简单，可以在低温或高温下均可有效利用电堆余热。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及余热利用设备，尤其涉及一种燃料电池余热利用系统。

技术介绍

1、随着全球环境和资源境况日益严峻，被誉为车用能源“终极形式”的氢燃料电池技术，如今已成为各国在新能源领域战略布局的重头戏，氢能汽车(特指燃料电池)汽车是一种以氢气与空气中的氧在燃料电池电堆中反应产生的电力作为动力的汽车，在反应过程中产生水和热量，具有节能、零排放、无污染等优点，但是基于目前的科学技术，在上述电化学反应过程中，反应效率为40％-50％，该反应除产生电能外，还会产生大量的热能。

2、目前行业采用板式换热的方案将电堆反应生成的热能用于汽车冬季时采暖，例如空调供暖；或利用尾气对有机储氢液体进行预热，但是上述两种余热利用方案大多是在冬季低温时采暖及预热使用，无法在夏季时利用燃料电池系统的余热，造成季节性的余热浪费的情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的实施例提供了一种燃料电池余热利用系统。

2、本技术的实施例提供的一种燃料电池余热利用系统，包括：

3、燃料电堆；

4、与所述燃料电堆连接的热电转换余热利用组件，其包括依次连接以构成用电回路的热电装置、电压转换器、以及用电器，并且所述热电装置与所述燃料电堆连接，所述热电装置包括通液管、若干p型半导体、以及与各所述p型半导体一一对应的n型半导体，其中每一所述p型半导体的一端与对应的所述n型半导体的一端电气连接以构成pn结形成热端，且该所述热端与所述通液管连接，每一所述p型半导体的另一端与对应的所述n型半导体的另一端形成冷端，且该所述冷端设有冷却件，所述通液管与所述燃料电堆的排水口连接以获取热源；

5、以及与所述燃料电堆连接以向车内供暖的采暖余热利用组件。

6、进一步地，所述热电装置上设有正极接线柱和负极接线柱。

7、进一步地，所述采暖余热利用组件包括板式换热器、散热器、以及第一水泵；其中，所述板式换热器的热回路的进口与所述燃料电堆的排水口连接，所述板式换热器的热回路的出口与所述热电装置并联设置后与节温器连接，所述第一水泵的进水口分别与所述散热器和所述节温器连接，所述第一水泵的出水口与所述燃料电堆连接。

8、进一步地，所述采暖余热利用组件还包括暖风芯体、ptc加热器和第二水泵；其中，所述板式换热器的冷回路、所述ptc加热器、所述暖风芯体和所述第二水泵依次连接以形成采暖余热利用回路。

9、进一步地，每一所述p型半导体和每一所述n型半导体外表面均涂覆绝缘导热材料。

10、进一步地，所述通液管一端与所述燃料电堆中的冷却液出口连接、另一端与所述燃料电堆中的冷却液回口连接。

11、进一步地，每一所述p型半导体为bitese合金的半导体材料。

12、进一步地，每一所述n型半导体为bitese合金的半导体材料。

13、本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术的了一种燃料电池余热利用系统，通过板式换热器可以在低温的时候利用电堆余热对车体内进行供暖；并且在任意温度情况下，利用通液管将电堆余热传递给pn结形成的热端，并利用冷却件对各p型半导体与各n型半导体形成的冷端进行降温，进而在热端和冷端之间产生温差，从而利用塞贝克效应在热电装置中产生电流，以此提高电堆余热的利用效率。

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【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.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述热电装置(9)上设有正极接线柱(15)和负极接线柱(16)。

3.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述采暖余热利用组件包括板式换热器(2)、散热器(4)、以及第一水泵(5)；其中，所述板式换热器(2)的热回路的进口与所述燃料电堆(1)的排水口连接，所述板式换热器(2)的热回路的出口与所述热电装置(9)并联设置后与节温器(3)连接，所述第一水泵(5)的进水口分别与所述散热器(4)和所述节温器(3)连接，所述第一水泵(5)的出水口与所述燃料电堆(1)连接。

4.如权利要求3所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述采暖余热利用组件还包括暖风芯体(7)、PTC加热器(8)和第二水泵(6)；其中，所述板式换热器(2)的冷回路、所述PTC加热器(8)、所述暖风芯体(7)和所述第二水泵(6)依次连接以形成采暖余热利用回路。

5.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：每一所述P型半导体(13)和每一所述N型半导体(14)外表面均涂覆绝缘导热材料。

6.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述通液管(12)一端与所述燃料电堆(1)中的冷却液出口连接、另一端与所述燃料电堆(1)中的冷却液回口连接。

7.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：每一所述P型半导体(13)为BiTeSe合金的半导体材料。

8.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：每一所述N型半导体(14)为BiTeSe合金的半导体材料。

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【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.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述热电装置(9)上设有正极接线柱(15)和负极接线柱(16)。

3.如权利要求1所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述采暖余热利用组件包括板式换热器(2)、散热器(4)、以及第一水泵(5)；其中，所述板式换热器(2)的热回路的进口与所述燃料电堆(1)的排水口连接，所述板式换热器(2)的热回路的出口与所述热电装置(9)并联设置后与节温器(3)连接，所述第一水泵(5)的进水口分别与所述散热器(4)和所述节温器(3)连接，所述第一水泵(5)的出水口与所述燃料电堆(1)连接。

4.如权利要求3所述的一种燃料电池余热利用系统，其特征在于：所述采暖余热利用组件还包括暖风芯体(7)、ptc加热器(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春平，郝义国，
申请(专利权)人：格罗夫氢能源科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：