专利汇可以提供一种联合加热的燃料电池低温启动系统及工作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种联合加热的 燃料 电池 低温启动系统,包括 冷却液 循环管路、电堆、废气混合箱以及分别与电堆和废气混合箱连接的空气供气管路和氢气供气管路,所述的冷却液循环管路与电堆连接,所述的废气混合箱与大气连通尾排废气,该低温启动系统还包括加热组件,所述的冷却液循环管路包括冷却液换热器,所述的空气供气管路包括空气换热器,所述的氢气供气管路包括氢气换热器,所述的加热组件分别与冷却液换热器、空气换热器和氢气换热器连接,与 现有技术 相比,本发明具有实现低温环境下 燃料电池 快速启动且 能量 利用率高等优点。,下面是一种联合加热的燃料电池低温启动系统及工作方法专利的具体信息内容。
1.一种联合加热的燃料电池低温启动系统,包括冷却液循环管路、电堆(4)、废气混合箱(5)以及分别与电堆(4)和废气混合箱(5)连接的空气供气管路和氢气供气管路,所述的冷却液循环管路与电堆(4)连接,所述的废气混合箱(5)与大气连通尾排废气,其特征在于,该低温启动系统还包括加热组件,所述的冷却液循环管路包括冷却液换热器(34),所述的空气供气管路包括空气换热器(24),所述的氢气供气管路包括氢气换热器(14),所述的加热组件分别与冷却液换热器(34)、空气换热器(24)和氢气换热器(14)连接;
所述的加热组件将流过其内部的流体加热后,分别通过冷却液换热器(34)、空气换热器(24)和氢气换热器(14)与待入堆冷却液、待入堆空气和待入堆氢气换热,加热后的冷却液、空气和氢气分别通入电堆(4),提高电堆(4)的温度。
2.根据权利要求1所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的加热组件为氢氧催化产热组件,包括热流出口电磁阀(81)、热流换热三通阀(85)、与氢气供气管路连接的氢气入口电磁阀(84)、与空气供气管路连接的空气入口三通阀(83)以及设置于氢气入口电磁阀(84)与空气入口三通阀(83)之间的氢氧催化反应器(82),所述的热流出口电磁阀(81)的一端与氢氧催化反应器(82)连接,另一端与冷却液换热器(34)连接,所述的热流换热三通阀(85)包括一个进口端和两个出口端,其进口端与冷却液换热器(34)连接,两个出口端分别与空气换热器(24)和氢气换热器(14)连接,所述的空气换热器(24)和氢气换热器(14)分别与废气混合箱(5)连接。
3.根据权利要求2所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的氢氧催化反应器(82)通过氢气入口电磁阀(84)从氢气供气管路接入氢气,通过空气入口三通阀(83)从空气供气管路接入空气,所述的氢气和空气在氢氧催化反应器(82)中反应产生热流,并通过热流出口电磁阀(81)通入冷却液换热器(34),与冷却液循环管路中待入堆的冷却液换热,与冷却液换热后的热流继续通过热流换热三通阀(85),分别通入空气换热器(24)和氢气换热器(14),并分别与空气供气管路中待入堆的空气和氢气供气管路中待入堆的氢气换热,与空气和氢气换热后的热流分别通入废气混合箱(5)混合,并排出至大气。
4.根据权利要求3所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的氢气供气管路还包括依次连接的氢气罐(11)、减压阀(12)、氢气进气阀(13)和引射器(16),所述的氢气换热器(14)设置于氢气进气阀(13)和引射器(16)之间,所述的引射器(16)分别与电堆(4)阳极的进口和出口连接,所述的电堆(4)的阳极出口通过氢气循环泵(17)与阳极进口连接,并通过氢气出口电磁阀(15)与废气混合箱(5)连接;
所述的空气供气管路还包括依次连接的空气过滤器(21)、空气截止阀(22)、空压机(23)和加湿器(26),所述的空气换热器(24)设置于空压机(23)和加湿器(26)之间,所述的加湿器(26)与电堆(4)阴极的进口和出口连接,并通过出口背压阀(25)与废气混合箱(5)连接;
所述的冷却液循环管路还包括分别与电堆(4)连接的冷却液循环泵(31)、节温器(32)以及设置于冷却液循环泵(31)和节温器(32)之间的散热器(33),所述的冷却液换热器(34)与散热器(33)并联设置。
5.根据权利要求3所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的冷却液换热器(34)设置于电堆(4)的冷却液入口处,所述的空气换热器(24)设置于电堆(4)的空气入堆口处,所述的氢气换热器(14)设置于燃料电池电堆(4)的氢气入堆口处。
6.根据权利要求4所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的氢气入口电磁阀(84)的入口端连接至氢气进气阀(13)和氢气换热器(14)之间,出口端与氢氧催化反应器(82)连接,所述的空气入口三通阀(83)包括一个入口端和两个出口端,其入口端与空压机(23)的出口连接,两个出口端分别与废气混合箱(5)和氢氧催化反应器(82)连接;
所述的氢气罐(11)中的氢气依次经过减压阀(12)和氢气进气阀(13)后,通过氢气进气阀(13)通入氢氧催化反应器(82),所述的空气依次经过空气过滤器(21)、空气截止阀(22)和空压机(23)后,通过空气入口三通阀(83)通入氢氧催化反应器(82)。
7.根据权利要求2所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的氢氧催化反应器(82)内设有催化温度传感器,所述的电堆(4)的冷却液入口处设有冷却液温度传感器(35)和冷却液压力传感器,空气入堆口处设有空气温度传感器(27)和空气压力传感器,氢气入堆口处设有氢气温度传感器(18)和氢气压力传感器,所述的电堆(4)内设有电堆温度传感器(7)。
8.根据权利要求3所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统,其特征在于,所述的冷却液换热器(34)、空气换热器(24)和氢气换热器(14)为板式换热器、翅片式换热器或管壳式换热器,所述的冷却液换热器(34)、空气换热器(24)和氢气换热器(14)上分别设有电辅助加热装置,所述的电辅助加热装置为电阻丝、贴片、红外加热器或激光加热器。
9.一种如权利要求2所述的联合加热的燃料电池低温启动系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1)检测电堆(4)温度,并判断是否低于0℃,若是,则执行步骤S2),所否,则执行步骤S8);
S2)打开空压机(23)、氢气进气阀(13)和冷却液循环泵(31);
S3)打开氢气入口电磁阀(84)和空气入口三通阀(83),空气供气管路中的空气和氢气供气管路中的氢气通入氢氧催化反应器(82),催化燃烧产热,直至反应温度达到第一设定温度;
S4)打开热流出口电磁阀(81),处于第一设定温度的热流通入冷却液换热器(34),与冷却液进行换热,加热待入堆的冷却液,入堆冷却液的温度控制在第三设定温度范围内,热流温度下降;
S5)打开热流换热三通阀(85),与冷却液换热后的热流分别通入氢气换热器(14)和空气换热器(24),分别与氢气和空气换热,加热待入堆的氢气和空气,入堆的氢气和空气的温度控制在第三设定温度范围内;
S6)与空气或氢气换热后的热流形成尾排热流,通入废气混合箱(5)混合,并检测氢气浓度是否低于设定浓度,若是,则将废气混合箱(5)中的废气排出,若否,则打开空气入口三通阀(83)中与空压机(23)连接的端口和与废气混合箱(5)连接的端口,向废气混合箱(5)通入空气直至氢气浓度低于设定浓度;
S7)被加热的氢气、空气和冷却液分别通入电堆(4),电堆(4)温度提高,并返回执行步骤S1);
S8)关闭氢气入口电磁阀(84)和空气入口三通阀(83),电堆(4)正常启动。
10.根据权利要求9所述的一种联合加热的燃料电池低温启动系统的工作方法,其特征在于,所述的第一设定温度为100-250℃,所述的第三设定温度范围为80-85℃,所述的设定浓度为4%。
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