【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，尤其涉及一种燃料电池热电联供控制系统及作业机械。
技术介绍
1、随着全球化的发展，能源消耗快速增加，有限的资源正在逐渐消殆，开发和寻找新型绿色替代能源对缓解能源危机和环境污染至关重要。质子交换膜燃料电池(protonexchange membrane fuel cell，pemfc)作为一种通过无燃烧的电化学反应发电的电化学装置，是一种新型、突出的清洁能源之一，具有低温、低压、启动和停机时间短、噪声低、能量密度高、效率高等优点，可应用于交通、电力以及建筑等广泛领域。
2、迄今为止，燃料电池应用最多的并非熟知的交通领域，而是燃料电池热电联供系统。燃料电池热电联供是利用燃料电池化学反应产生电能的同时将反应产生的热量收集起来为用户供给所需的热能，如生活用热水、取暖等，将反应余热充分利用。但是传统的燃料电池热电联供系统中的热管理系统主要采用散热器为保障电堆良好运行所需的热平衡，以及采用电加热器在低温情况下进行辅助，保证系统的低温启动性能，导致综合效率约为80％左右，仍有部分余热未被高效利用。
技术实现思路
1、针对上述的缺陷或不足，本专利技术提供了一种燃料电池热电联供控制系统及作业机械，旨在解决传统燃料电池的热电联供系统仍有部分余热未被高效利用的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种燃料电池热电联供控制系统，其中，燃料电池热电联供控制系统包括电堆热交换装置、燃料加热装置、蓄热装置和控制装置；电堆热交换装置具有流经燃料电堆的
3、在燃料电堆正常启动且满足蓄热条件的情况下，控制选择电堆热交换流道与蓄热过液流道进行导通并构成蓄热工作回路；
4、在燃料电堆冷启动的情况下，控制选择燃料加热流道与蓄热过液流道进行导通并构成供热工作回路。
5、在本专利技术的一实施例中，燃料电池热电联供控制系统还包括热水供给装置，热水供给装置具有可提供热源的第一换热流道，第一换热流道与电堆热交换流道构成供水加热回路，蓄热条件设为热水供给装置的供水温度达到设定热水温度。
6、在本专利技术的一实施例中，燃料加热流道、蓄热过液流道和第一换热流道并联设置并均分别具有第一汇接端和第二汇接端，所有的第一汇接端与电堆热交换流道的出口端通过第一四通阀进行汇接，所有的第二汇接端与电堆热交换流道的入口端通过第二四通阀进行汇接，控制装置进一步被配置为：
7、在燃料电堆正常启动且燃料加热流道上的温度小于设定最佳放气温度的情况下，控制第一四通阀和第二四通阀切换至电堆热交换流道与燃料加热流道进行导通并进入第一热管理控制模式。
8、在本专利技术的一实施例中，控制装置进一步还被配置为：
9、在燃料电堆正常启动且燃料加热流道上的温度达到设定最佳放气温度的情况下，控制第一四通阀和第二四通阀切换至电堆热交换流道分别与燃料加热流道和第一换热流道进行导通并进入第二热管理控制模式。
10、在本专利技术的一实施例中，控制装置进一步还被配置为：
11、在燃料电堆正常启动且热水供给装置的供水温度达到设定热水温度的情况下，控制第一四通阀和第二四通阀切换至电堆热交换流道分别与燃料加热流道、第一换热流道和蓄热过液流道进行导通并进入第三热管理控制模式。
12、在本专利技术的一实施例中，控制装置进一步还被配置为：
13、在燃料电堆冷启动的情况下，控制第一四通阀和第二四通阀切换至燃料加热流道与蓄热过液流道进行导通并构成供热工作回路，以进入第四热管理控制模式。
14、在本专利技术的一实施例中，电堆热交换流道的出口端设有第一循环泵，第一热管理控制模式包括：
15、控制第一循环泵的转速、以及第一四通阀和第二四通阀的开度，以使得电堆热交换流道的出口温度和入口温度均按照相应的第一设定斜率进行上升。
16、在本专利技术的一实施例中，热水供给装置包括换热器和储热水箱，换热器具有第一换热流道和第二换热流道，第二换热流道的两端分别与储热水箱连通，第二换热流道上设有第二循环泵，第二热管理控制模式包括：
17、控制第一循环泵和第二循环泵的转速、以及第一四通阀和第二四通阀的开度，以使得燃料加热流道上的温度恒定为设定最佳放气温度且电堆热交换流道的入口温度按照第二设定斜率继续上升。
18、在本专利技术的一实施例中，第三热管理控制模式包括：
19、控制第一循环泵和第二循环泵的转速、以及第一四通阀和第二四通阀的开度，以使得燃料加热流道上的温度恒定为设定最佳放气温度以及热水供给装置的供水温度恒定为设定热水温度。
20、在本专利技术的一实施例中，热水供给装置还包括设于储热水箱上的补水控制阀和供水控制阀，补水控制阀用于对储热水箱进行冷水补充，供水控制阀用于放出储热水箱中的热水，第三热管理控制模式还包括：
21、根据供水控制阀的开度控制第一循环泵和第二循环泵的转速、以及第一四通阀、第二四通阀和补水控制阀的开度，以使得燃料加热流道上的温度恒定为设定最佳放气温度以及热水供给装置的供水温度恒定为设定热水温度。
22、在本专利技术的一实施例中，控制装置还被配置为：
23、在蓄热过液流道的温度大于设定最高蓄热温度的情况下，控制报警并停机。
24、为实现上述目的，本专利技术第二方面提供了一种作业机械，其中，作业机械包括根据以上所述的燃料电池热电联供控制系统。
25、通过上述技术方案，本专利技术所提供的燃料电池热电联供控制系统具有如下的有益效果：
26、当使用上述的燃料电池热电联供控制系统时，由于燃料加热装置的燃料加热流道流经的是固态燃料存储装置，则使得在燃料电堆正常启动时，燃料电堆产生的热量可先通过燃料加热流道与电堆热交换流道构成的燃料加热回路供给固态燃料存储装置，以加热固态燃料进行放气，在系统满足蓄热条件的情况下，可以控制电堆热交换流道与蓄热过液流道进行导通，以构成蓄热工作回路，即电堆热交换流道可同时给燃料加热流道和蓄热过液流道进行供热，从而可将多余的产热收集于蓄热装置中，并在燃料电堆冷启动时，通过控制燃料加热流道与蓄热过液流道进行导通，以使得蓄热装置能够加热固态燃料存储装置中的固态燃料，实现零碳低温冷启动，相较于现有技术，取消了散热器和电加热器，通过蓄热装置可将燃料电堆的反应余热高效利用，起到节约能源的作用，此外采用固态燃料存储方式，可以起到低压安全的作用。
27、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料电池热电联供控制系统包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料电池热电联供控制系统还包括热水供给装置(400)，所述热水供给装置(400)具有可提供热源的第一换热流道(411)，所述第一换热流道(411)与所述电堆热交换流道(110)构成供水加热回路，所述蓄热条件设为所述热水供给装置(400)的供水温度达到设定热水温度。
3.根据权利要求2所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料加热流道(210)、所述蓄热过液流道(310)和所述第一换热流道(411)并联设置并均分别具有第一汇接端和第二汇接端，所有的第一汇接端与所述电堆热交换流道(110)的出口端通过第一四通阀(500)进行汇接，所有的第二汇接端与所述电堆热交换流道(110)的入口端通过第二四通阀(600)进行汇接，所述控制装置进一步被配置为：
4.根据权利要求3所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置进一步还被配置为：
5.根据权利要求4所述的燃料电池热电联供控制
6.根据权利要求3所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置进一步还被配置为：
7.根据权利要求5所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述电堆热交换流道(110)的出口端设有第一循环泵(111)，所述第一热管理控制模式包括：
8.根据权利要求7所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述热水供给装置(400)包括换热器(410)和储热水箱(420)，所述换热器(410)具有所述第一换热流道(411)和第二换热流道(412)，所述第二换热流道(412)的两端分别与所述储热水箱(420)连通，所述第二换热流道(412)上设有第二循环泵(414)，所述第二热管理控制模式包括：
9.根据权利要求8所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述第三热管理控制模式包括：
10.根据权利要求8所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述热水供给装置(400)还包括设于所述储热水箱(420)上的补水控制阀(421)和供水控制阀(422)，所述补水控制阀(421)用于对所述储热水箱(420)进行冷水补充，所述供水控制阀(422)用于放出所述储热水箱(420)中的热水，所述第三热管理控制模式还包括：
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置还被配置为：
12.一种作业机械，其特征在于，所述作业机械包括根据权利要求1至11中任意一项所述的燃料电池热电联供控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料电池热电联供控制系统包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料电池热电联供控制系统还包括热水供给装置(400)，所述热水供给装置(400)具有可提供热源的第一换热流道(411)，所述第一换热流道(411)与所述电堆热交换流道(110)构成供水加热回路，所述蓄热条件设为所述热水供给装置(400)的供水温度达到设定热水温度。
3.根据权利要求2所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述燃料加热流道(210)、所述蓄热过液流道(310)和所述第一换热流道(411)并联设置并均分别具有第一汇接端和第二汇接端，所有的第一汇接端与所述电堆热交换流道(110)的出口端通过第一四通阀(500)进行汇接，所有的第二汇接端与所述电堆热交换流道(110)的入口端通过第二四通阀(600)进行汇接，所述控制装置进一步被配置为：
4.根据权利要求3所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置进一步还被配置为：
5.根据权利要求4所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置进一步还被配置为：
6.根据权利要求3所述的燃料电池热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置进一步还被配置为：
7.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新凯，刘延斌，樊钊，尹莉，蒋凯歌，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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