一种利用液氢冷能的燃料电池系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用液氢冷能的燃料电池系统及其工作方法，燃料电池系统的氢源连接高压组件，高压组件连接T形管道，T形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接启动电池阀、加热器；汽化引射器和加热器共同连接回流引射器，回流引射器连接散热器，散热器连接电堆的冷却路入口，电堆的冷却路出口连接T形管道，T形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接氢泵、气液分离器，气液分离器连接电堆的阳极入口，电堆的阳极出口连接回流引射器。利用液氢冷能降低燃料电池系统热负荷从而提升系统效率，且利用电堆余热对液氢进行汽化，降低系统成本和复杂度；使用氢气作为燃料电池电堆的散热解质，增加系统体积功率密度和质量功率密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池，具体涉及一种利用液氢冷能的燃料电池系统及其工作方法。

技术介绍

1、燃料电池在发电过程中会产生大量的热，需要通过冷却将热量带走，保持电池内部的反应温度。现有技术中的燃料电池水冷冷却系统，通常采用液态水或者防冻液为冷却解质，该冷却系统结构复杂，极大增加了系统复杂性，降低了系统体积功率密度以及质量功率密度。冷却系统总若采用液态水，冬季容易被冻住，影响电堆的正常使用，若采用防冻液，则造价过高，极大提升了系统使用成本。

2、现有技术中还可以通过空气冷却燃料电池，使用空气进行散热，但空气比热过低，散热能力受限，入堆氢气的温度通常远低于电堆温度，造成电堆内温度分布不均，从而导致堆内水分布也不均匀，电堆耐久性下降。

3、另外，由于氢燃料电池的阳极需要高压氢瓶提供液氢，液氢温度过低，入堆前通常需要单独设置的换热器进行换热，增加了系统复杂度和使用成本，且液氢的冷能未得到有效利用。

4、现有技术通常将喷雾辅助散热作为常规散热手段增强散热器散热能力，雾化后的液态水极易附着空气中的灰尘等杂质，附着于散热风扇和散热器表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用液氢冷能的燃料电池系统，其特征在于，包括氢源、高压组件、汽化引射器、启动电池阀、加热器、回流引射器、散热器、电堆、氢泵和气液分离器；氢源连接高压组件，高压组件连接T形管道，T形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接启动电池阀、加热器；汽化引射器和加热器共同连接回流引射器，回流引射器连接散热器，散热器连接电堆的冷却路入口，电堆的冷却路出口连接T形管道，T形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接氢泵、气液分离器，气液分离器连接电堆的阳极入口，电堆的阳极出口连接回流引射器。

2.如权利要求1所述的利用液氢冷能的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器的液体出口连接有...

【技术特征摘要】

1.一种利用液氢冷能的燃料电池系统，其特征在于，包括氢源、高压组件、汽化引射器、启动电池阀、加热器、回流引射器、散热器、电堆、氢泵和气液分离器；氢源连接高压组件，高压组件连接t形管道，t形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接启动电池阀、加热器；汽化引射器和加热器共同连接回流引射器，回流引射器连接散热器，散热器连接电堆的冷却路入口，电堆的冷却路出口连接t形管道，t形管道的一支连接汽化引射器，另一支依次连接氢泵、气液分离器，气液分离器连接电堆的阳极入口，电堆的阳极出口连接回流引射器。

2.如权利要求1所述的利用液氢冷能的燃料电池系统，其特征在于，所述气液分离器的液体出口连接有t形管道，t形管道的一支依次连接水泵、雾化器，所述雾化器设置在散热器的一侧，所述雾化器通过雾化喷嘴将雾化后的水珠喷入散热器，雾化后的水珠随着空气进入散热器后，汽化吸收大量热量，从而实现燃料电池系统快速降温的目的，缩短停机所需时长；t形管道的另一支上设置有排水电池阀，用于将气液分离器中的液态水排出燃料电池系统。

3.如权利要求2所述的利用液氢冷能的燃料电池系统，其特征在于，所述电堆的冷却路出口处设置有温度传感器，用于测量电堆冷却路出口处的温度；所述电堆的阳极入口处设置有第一压力传感器，用于测量电堆阳极入口处的压力；所述电堆的阳极出口处设置有第二压力传感器，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐廷江，肖晨光，黄易元，孟凯，王杰，
申请(专利权)人：武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：