CN103840182B - 用于加热燃料电池供电车辆客舱的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于调节燃料电池供电车辆的客舱中空气的系统,所述系统包括金属氢化物缓冲器和氢源,其中所述金属氢化物缓冲器可逆地对氢气进行吸附和解吸。与金属氢化物缓冲器吸附和解吸氢气有关的温度上的变化被热连通到客舱,由此调节其中的空气。被解吸的氢气被供给回到燃料电池以为车辆提供电力。还提供了:具有用于调节客舱中空气的系统的车辆,其使用由金属氢化物缓冲器吸附和释放氢气所产生的温度上的变化;以及用于加热或冷却燃料电池供电车辆客舱的方法。
Description
技术领域
本发明一般地涉及用于氢燃料车辆的装置,更为特别地涉及氢燃料车辆,其在不使用电能以及没有氢的氧化损失的情况下,使用来自金属氢化物缓冲器的装载和排放的发热来加热车辆客舱。甚至更为特别地,本发明涉及氢燃料车辆,其使用燃料电池系统以产生用于车辆推进或者用于车辆辅助设备的电功率。
背景技术
电化学转换电池(通常被称作燃料电池)通过处理反应物而产生电能,例如通过氢与空气中氧的氧化。电力被提供到用于车辆推进的电动机。这种系统产生的仅有的副产品是纯水和发热。所述发热通常依靠液体冷却剂回路和典型的汽车散热器散热到环境。可选地,加热器芯部可以被连接到冷却剂回路以在乘客请求时将燃料电池的发热提供到车舱。氢是一种非常具吸引力的燃料,因为其清洁并且能够被用来在燃料电池中有效地产生电。汽车行业已经在开发氢燃料电池作为用于车辆的功率源中花费大量资源。由氢燃料电池供电的车辆将比使用内燃机的当今车辆更有效率并且产生更少的排放物。
在通常的燃料电池系统中,氢或者富含氢的气体通过流动路径作为反应物而被供给到燃料电池的阳极侧,而氧(例如以大气中氧气的形式)通过独立的流动路径作为反应物而被供给到燃料电池的阴极侧。催化剂(通常以贵金属的形式,例如铂)被定位在阳极和阴极处以利于反应物电化学转换成电子和带正电离子(对于氢)和带负电离子(对于氧)。在一个公知的燃料电池形式中,阳极和阴极可以由一层导电气体扩散介质(GDM)材料制成,所述催化剂沉积在其上以形成催化剂涂覆的扩散介质(CCDM)。电解质层将阳极与阴极分离以允许离子从阳极通到阴极的选择性通过,而同时禁止所产生的电子通过,相反地,所述电子在与阴极处的带电离子重新结合之前被强制流动通过外部导电电路(如负载)以做有用功。在阴极处带正电和带负电离子的结合导致产生作为反应副产品的无污染的水。在另一公知的燃料电池形式中,阴极和阳极可以直接被形成在电解质层上以形成称作膜电极组件(MEA)的分层结构。
一种燃料电池,其称为质子交换膜(PEM)燃料电池,已经对于车辆的和相关机动的应用示出显示出特别的希望。PEM燃料电池的电解质层处于固态的可传送质子膜(例如全氟磺酸膜,其商业示例为NafionTM)的形式。无论使用上述的基于MEA方法还是基于CCDM的方法,与阴极通过电解质层分离的阳极的存在形成了单个PEM燃料电池;许多这种单个电池能够被结合以形成燃料电池组,增加其功率输出。多个电池组能够被联接在一起以进一步增加功率输出。
多孔材料以及尤其地某些金属合金,在合适温度和压力条件下吸附氢气,并且已经被开发用于在燃料电池系统中存储氢。用氢气装载这种金属合金以产生金属氢化物的过程是可逆过程。金属氢化物材料对氢气的吸附产生热量(放热反应);而从金属氢化物材料解吸氢气消耗热量(吸热反应)。氢的吸附和解吸取决于氢的压力和温度,因此压力和温度能够被使用以控制金属氢化物材料的装载和排放。
对于燃料电池供电车辆的现实挑战是调节车舱空气流。尤其地,在使用的开始以及当燃料电池系统被首先加热时,可用的发热不足以加热车辆车舱的空气流。对于燃料电池系统存在这种需要:用燃料经济性上的最小额外负担以及在没有氢的氧化损失情况下,一旦燃料电池的使用被开启(在车辆起动时),就支持车舱加热。
发明内容
鉴于所述系统和技术的上述的和其他的问题,本公开的目的是提供燃料电池供电车辆,其利用金属氢化物缓冲器在压力下对氢的吸附所产生的热量生成以允许供给回到燃料系统的阳极回路并在不用电能的情况下以及没有氢的氧化损失的情况下而加热车辆车舱。
在一个实施例中提供了一种用于加热燃料电池供电车辆的客舱中的空气的系统,所述系统包括:与氢源和燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体,以及将氢排放气体解吸至所述阳极;以及与所述金属氢化物缓冲器和所述客舱热连通的热交换回路,籍此,由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢装载气体所产生的热量被热连通到所述热交换回路并被传递到所述客舱,由此加热所述客舱中的空气。
在另一实施例中提供了一种车辆,所述车辆包括:动力源,其包括至少一个燃料电池;燃料供给系统,其被联接到所述动力源以使所述燃料供给系统的运行通过所述动力源有助于所述车辆的至少一个车轮的转动,所述燃料供给系统包括:用于提供氢装载气体的氢源;与所述氢源和所述至少一个燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体并将氢排放气体解吸到所述阳极;以及与所述金属氢化物缓冲器热连通的热交换回路,以使得由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体或者解吸氢排放气体所产生的温度上的变化被热连通到所述热交换回路并被传递到所述车辆的客舱,由此调节所述客舱中的空气。
在另一实施例中提供了一种用于将氢气供给到车辆燃料电池系统的方法,所述方法包括:以足以允许金属氢化物缓冲器吸附所述氢气的压力用来自氢源的氢气装载金属氢化物缓冲器,由此产生热量;将由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢气所产生的热量传递到所述车辆的客舱,由此加热所述客舱;以及将从所述金属氢化物缓冲器排放的氢气提供到燃料电池的阳极,由此将氢气提供到所述车辆的燃料电池系统。
方案1. 一种用于加热燃料电池供电车辆的客舱中的空气的系统,所述系统包括:
与氢源和燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体且将氢排放气体解吸至所述阳极;以及
与所述金属氢化物缓冲器和所述客舱热连通的热交换回路,籍此,由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢装载气体所产生的热量被热连通到所述热交换回路并被传递到所述客舱,由此加热所述客舱中的空气。
方案2. 如方案1所述的系统,还包括:与所述热交换回路热连通的加热器芯部,其中,由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体所产生的热量从所述热交换回路被热连通到所述加热器芯部。
方案3. 如方案1所述的系统,还包括:第一压力调控器,所述第一压力调控器用于控制从所述氢源传送到所述金属氢化物缓冲器的氢装载气体的压力。
方案4. 如方案3所述的系统,其中,所述第一压力调控器以足以允许吸附氢装载气体的压力将氢装载气体提供到所述金属氢化物缓冲器,由此产生热量。
方案5.如方案1所述的系统,还包括第二压力调控器,所述第二压力调控器用于控制从所述金属氢化物缓冲器传送到所述阳极的氢排放气体的压力。
方案6.如方案5所述的系统,其中,所述氢排放气体以足以激励所述燃料电池的压力从所述金属氢化物缓冲器解吸。
方案7. 一种车辆,包括:
动力源,其包括至少一个燃料电池;
燃料供给系统,其被联接到所述动力源以使所述燃料供给系统的运行通过所述动力源有助于所述车辆的至少一个车轮的转动,所述燃料供给系统包括:
用于提供氢装载气体的氢源;
与所述氢源和所述至少一个燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体并将氢排放气体解吸到所述阳极;以及
与所述金属氢化物缓冲器热连通的热交换回路,以使得由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体或者解吸氢排放气体所产生的温度上的变化被热连通到所述热交换回路并被传递到所述车辆的客舱,由此调节所述客舱中的空气。
方案8. 如方案7所述的车辆,还包括与所述热交换回路热连通的加热器芯部,其中,由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体或者解吸氢排放气体所产生的温度上的变化从所述热交换回路被热连通到所述加热器芯部。
方案9. 如方案7所述的车辆,还包括:第一压力调控器,所述第一压力调控器用于控制从所述氢源传送到所述金属氢化物缓冲器的氢装载气体的压力。
方案10. 如方案9所述的车辆,其中,所述第一压力调控器以足以允许金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体的压力将氢装载气体提供到所述金属氢化物缓冲器,由此产生温度上的正变化。
方案11. 如方案10所述的车辆,其中,所述温度上的正变化被热连通到所述热交换回路并被传递到所述客舱,由此加热所述客舱。
方案12. 如方案11所述的车辆,其中,所述氢排放气体以足以激励所述至少一个燃料电池的压力从所述金属氢化物缓冲器解吸。
方案13. 如方案12所述的车辆,还包括第二压力调控器,所述第二压力调控器用于控制从所述金属氢化物缓冲器传送到所述阳极的氢排放气体的压力。
方案14. 如方案13所述的车辆,其中,所述第二压力调控器以足以允许解吸氢排放气体的压力将氢排放气体提供到所述阳极,由此产生温度上的负变化。
方案15. 如方案14所述的车辆,其中,所述温度上的负变化被热连通到所述热交换回路,并被传递到所述客舱,由此冷却所述客舱。
方案16.一种用于将氢气供给到车辆燃料电池系统的方法,所述方法包括:
以足以允许金属氢化物缓冲器吸附所述氢气的压力用来自氢源的氢气装载金属氢化物缓冲器,由此产生热量;
将由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢气所产生的热量传递到所述车辆的客舱,由此加热所述客舱;以及
将从所述金属氢化物缓冲器排放的氢气提供到燃料电池的阳极,由此将氢气提供到所述车辆的燃料电池系统。
方案17. 如方案16所述的方法,其中,将热量传递到所述客舱包括:将所述热量传递到热交换回路。
方案18. 如方案17所述的方法,还包括:将所述热量从所述热交换回路传递到加热器芯部。
方案19. 如方案16所述的方法,其中,以足以激励所述燃料电池的压力将从所述金属氢化物缓冲器排放的氢气提供到燃料电池的阳极。
通过阅读如下的详细说明和所附的权利要求,这些以及其他的目的、特征、实施例和优点对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的用于加热燃料电池供电车辆的客舱中空气的系统的示意图。
图2是根据本发明的实施例的用于加热燃料电池供电车辆的客舱中空气的系统的示意图。
图3是示出了用于通过空气回路和热交换回路而流体连接金属氢化物缓冲器和加热器芯部的设置A-D的示意图。
图4是燃料电池供电车辆的示意图。
具体实施方式
涉及用于加热燃料电池供电车辆的客舱的方法和系统的本发明实施例的以下讨论本质上仅仅是示例性的,且不旨在限制本发明或其应用和使用。
如本文使用的,术语“金属氢化物缓冲器”指的是能够在压力下可逆地吸附、存储和解吸氢气的固态金属合金。金属氢化物缓冲器能够多次吸附和解吸氢气,而不消耗金属合金。多种缓冲器材料适合用于本文提供的金属氢化物缓冲器应用。在某些实施例中,金属氢化物缓冲器由选自如下组的金属合金构成:钴、镍、铜和锌。在另一个实施例中,含铁和镧合金适合用于金属氢化物缓冲器应用。在涉及较高解吸温度的实施例中,诸如钠-铝-氢化物的铝氢化物合金适合使用。本文所述的金属氢化物缓冲器是氢供电车辆的除了氢存储器件之外的分立部件。
氢吸附和解吸(释放)是与热量形成有关的化学反应,其分别是放热的(吸附)和吸热的(解吸)。反应是可逆的,且反应的方向取决于系统的压力。高于平衡压力,金属合金吸附氢以形成金属氢化物;低于平衡压力,金属氢化物释放氢且返回至其初始状态。平衡压力取决于所采用的具体金属合金以及系统的温度。所述实施例采用这些吸热和放热的热量形成来提供车辆客舱中的空气的快速调节,而不损失氢气,因为用于装载金属氢化物缓冲器的氢气随后循环到燃料电池以用作燃料。
所述实施例在系统热车器件和在达到燃料电池系统的操作温度之前允许燃料电池供电车辆的客舱的快速加热。所述实施例提供客舱的快速加热的较小的、较轻的、成本有效的氢化物系统,其可以单独使用或者作为常规加热或冷却系统的附件。
图1是用于直接加热或冷却燃料电池供电车辆10的客舱114中的空气的系统100的示意图。根据实施例,所述系统100包括氢源102,所述氢源102通过燃料线路116与燃料电池组106流体连通,所述燃料电池组106包括多个燃料电池108。金属氢化物缓冲器104通过燃料线路116的部分116A和116B与所述氢源102流体连通。压力调控器122将作为燃料的氢气提供至燃料电池组106的阳极。压力调控器122控制通过燃料线路部分116A而被提供至金属氢化物缓冲器104的氢装载气体的压力,以使得氢装载气体在足以装载金属氢化物缓冲器104的压力下而被提供至金属氢化物缓冲器104,以此引起金属氢化物缓冲器104吸附氢装载气体,其产生热量。一旦金属氢化物缓冲器104解吸氢排放气体,氢排放气体通过燃料线路部分116B而被供给回到燃料电池组106的阳极。另一压力调控器122控制被提供至燃料电池组106的氢排放气体的压力,而一个或多个阀118控制从氢源102通过燃料线路部分116A到金属氢化物缓冲器104以及通过燃料线路116到燃料电池组106的氢的流动。
热交换回路120与燃料电池组106以及散热器112流体连通。由燃料电池组106所产生的热量通过热交换回路120中的冷却剂而被传导至散热器112。散热器112冷却回路120中的冷却剂以使被冷却的冷却剂通过热交换回路120返回到燃料电池组106。
在一个实施例中,在热交换回路120中的阀124允许冷却剂从燃料电池组106到金属氢化物缓冲器104和/或加热器芯部110的可选流动。在一个实施例中,阀132可选地引导冷却剂流动通过回路部分120A,其绕过金属氢化物缓冲器104,并将热交换回路120与加热器芯部110流体连接。另一阀134控制冷却剂从回路部分120A中的旁路回到热交换回路120的流动。回路部分120C将加热器芯部110与热交换回路120通过阀136而流体连接。阀124(分流阀,安装在供给线路上)和136(混合阀,安装在返回线路上)是冗余阀,在不同的实施例中可能出现阀124和136中的一个或两者。类似地,阀132(分流阀)和134(混合阀)是冗余阀,在不同的实施例中可能出现阀124和136中的一个或两者。
在需要从燃料电池组106和金属氢化物缓冲器104二者热连通到加热器芯部110的情形中,阀132引导冷却剂流动通过热交换回路部分120B,籍此,金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110与热交换回路120串联地流体连接。如前所述,回路部分120C将加热器芯部110与热交换回路120通过阀136而流体连接。
本领域的技术人员将理解,加热器芯部110包括在车辆操作者请求时提供对客舱114的加热或冷却所必需的所有标准热交换特征以及电子控制。
空气回路126将空气提供至金属氢化物缓冲器104和/或加热器芯部110。虽然金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110在附图中被描述为并联地流体连接,本领域的技术人员将理解,串联流体联接是也在本发明范围内的可选实施例。阀140可选地引导空气回路126中的空气流动。在一个实施例中,阀140工作以使空气流绕过金属氢化物缓冲器104并被仅引导至加热器芯部110。在另一实施例中,阀140允许空气并联地(如果如所示的并联连接)或者串联地(如果串联连接,(未示出))流到金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110二者。空气回路126供给至线路128中,所述线路128将被调节的空气流引导至客舱114。阀138可选地允许空气从加热器芯部110和/或金属氢化物缓冲器104流动到客舱114中。阀138和140是冗余阀,在不同的实施例中可能出现阀138(安装在返回线路上的混合阀)和140(安装在供给线路上的分流阀)中的一个或二者。
图2是系统200的示意图,其中相同部件以相同方式标记。系统200作用如同系统100,但是取代仅可选地将空气流引导至加热器芯部的阀,所述系统被设置以使得金属氢化物缓冲器104经由热交换回路部分120B被流体连接到加热器芯部110,并且来自装载金属氢化物缓冲器104的热量通过回路部分120B中的冷却剂被传递至加热器芯部110,以使得客舱114中的空气通过被加热的冷却剂而被间接调节。空气通过空气回路126而经过加热器芯部110并通过线路128而被引导到客舱。
系统100和200可以从车辆外部接收新鲜空气,其通过空气回路126而经过金属氢化物缓冲器104和/或加热器芯部110,通过线路128而被引导至客舱114,并且之后通过客舱114的后部而从车辆被排放出。可选地,线路128能够形成回路(未示出),由此来自客舱114的空气通过空气回路126重新循环回到所述系统中。
在最简单的实施例中,由金属氢化物缓冲器104吸附氢装载气体所产生的热量或者温度上的正变化,借助于循环通过空气回路126的空气直接地热连通到客舱114,空气回路126与金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110热连通。线路128从空气回路126接收调节空气并将调节空气引导至客舱114。风扇130运行以将空气流引导通过空气回路126和线路128,并可以被定位在任何合适的位置以实现从金属氢化物缓冲器104到客舱114的热量运动。
也可以理解,从金属氢化物缓冲器104排放氢排放气体的过程导致了从所述系统去除热量,或者温度上的负变化。由此,在一个实施例中,由金属氢化物缓冲器104解吸氢排放气体所产生的温度上的负变化也能够经由空气回路126和线路128而被直接连通到客舱114以冷却客舱114。
在另一实施例中,由金属氢化物缓冲器104吸附氢装载气体所产生的热量被传递到加热器芯部110和热交换回路120中的冷却剂。在这种实施例中,加热器芯部110将热量从热交换回路120中的冷却剂交换至空气,通过空气回路126和线路128,在车辆操作者请求时,被加热的空气之后被引导至客舱114。
也可以理解,从金属氢化物缓冲器104将氢排放气体排放的过程导致了从所述系统去除热量,或者温度上的负变化。由此,在这种实施例中,由金属氢化物缓冲器104解吸氢排放气体所产生的温度上的负变化也能够经由热交换回路120、空气回路126和线路128而传递到客舱114以冷却客舱114。
显著地,上文讨论的系统100和200被设置为开环(而非闭环)系统。在开环系统中,金属氢化物缓冲器仅仅是使用用于吸附过程的高供给压力、用于从主存储系统供给到燃料电池系统的氢的中间缓冲器。所述氢不是被用作闭环应用中的两个或多个氢化物床之间的工作流体(其需要附加的泵以提供必要的吸附压力)。而且,由于在金属氢化物缓冲器104中的压力足够高以将氢供给至燃料电池组106(即使在解吸步骤之后),不需要补充的泵、压缩机或者有关的加压装置以传送燃料;这能够显著地简化了在将燃料传送至电池组106中所使用设备的设置。而且,本发明的系统100和200的使用一般不是旨在用于车辆10的正常操作,相反地而是仅仅在分立阶段(一般地)和热车(具体地)期间,其中,尤其保证了在不消耗燃料或者不使用复杂加热策略的情况下而迅速地将热量传送至客舱114 的需要。
将理解,本文公开的任一系统的金属氢化物缓冲器104和加热器芯部100能够通过空气回路126和热量交换回路120而以多种方式连接。例如,在图3A中,金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110通过热交换回路120并联地、且通过空气回路126串联地而流体连接。在图3B中,金属氢化物缓冲器104和加热器芯部110通过空气回路126和热交换回路120串联地流体连接。图3C示出了一种设置,籍此,加热器芯部110和金属氢化物缓冲器104通过热交换回路120和空气回路126而串联地流体连接,但是其中冷却剂在通过金属氢化物缓冲器104之前首先通过加热器芯部110。然而,本领域技术人员将理解,相同的设置将能够应用,其中冷却剂在通过加热器芯部110之前首先通过金属氢化物缓冲器104。图3D示出了一种设置,籍此,加热器芯部110和金属氢化物缓冲器104通过空气回路126并联地、且通过热交换回路120串联地而流体连接。本领域技术人员将理解,串联或并联的其他设置也可获得以有利于从金属氢化物缓冲器到加热器芯部并最终到客舱的热交换。最后,本领域技术人员将理解,3A-3D的任一设置都可以包括用于可选地将空气流或冷却剂引导至加热器芯部110和金属氢化物缓冲器104中一个或二者的阀。
图4是燃料电池供电车辆10的示意图,包括客舱114。作为动力源,车辆10包括燃料电池组106。氢源102通过燃料线路116将氢气提供至燃料电池组106的阳极。燃料电池组106与燃料供给系统流体连通。燃料电池组106有助于车辆10的至少一个车轮12的转动。车辆10能够包括本文公开的任何系统和实施例,包括图1中描述的系统。
在另一实施例中提供了用于将氢气供给至车辆燃料电池系统的方法,所述方法包括:以足以允许金属氢化物缓冲器吸附氢气的压力用来自氢源的氢气装载金属氢化物缓冲器,由此产生热量;将由金属氢化物缓冲器吸附氢气所产生的热量传递至车辆的客舱,由此加热客舱;以及将从金属氢化物缓冲器排放的氢气提供至燃料电池的阳极,由此向车辆的燃料电池系统供给氢气。在一个实施例中,将热量传递至客舱包括将热量传递至热交换回路。在另一实施例中,所述方法还包括将热量从热交换回路传递至加热器芯部。在又一实施例中,所述方法还包括以足以激励燃料电池的压力将氢气从金属氢化物缓冲器排放至燃料电池的阳极。
在另一实施例中提供了用于冷却燃料电池供电车辆的客舱的方法,所述方法包括:以足以允许金属氢化物缓冲器解吸氢气的压力而排放金属氢化物缓冲器的氢气,由此产生温度上的负变化;将温度上的负变化从金属氢化物缓冲器解吸氢气传递至客舱,由此冷却客舱;以及将从金属氢化物缓冲器排放的氢气提供至燃料电池的阳极以作为燃料使用。在一个实施例中,将温度上的负变化传递至客舱包括将温度上的负变化传递至热交换回路。在另一实施例中,所述方法还包括将温度上的负变化从热交换回路传递至加热器芯部。
本领域的技术人员也将理解,利用来自金属氢化物缓冲器解吸氢气的发热的系统在对使用了氢气的任何车辆的客舱加热中是有用的,无论氢气是否在燃料电池中或者内燃机中被转换,或者燃料电池是否被用来供电车辆的辅助或补充功能。包括氢气源的任何车辆能够使用本文公开的金属氢化物缓冲器系统以将调节空气提供至车辆的客舱。
虽然本发明特定的实施例已经被阐释和描述,本领域的技术人员将清楚,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种其他的改变和修改。因此,意图在所附的权利要求中涵盖在本发明范围内的所有这种改变和修改。
Claims (19)
1.一种用于加热燃料电池供电车辆的客舱中的空气的系统,所述系统包括:
与氢源和燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体且将氢排放气体解吸至所述阳极,所述金属氢化物缓冲器是燃料电池供电车辆的除了氢源之外的分立部件;以及
与所述金属氢化物缓冲器和所述客舱热连通的热交换回路,籍此,由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢装载气体所产生的热量被热连通到所述热交换回路并被传递到所述客舱,由此加热所述客舱中的空气,从而在系统热车期间和在达到燃料电池的操作温度之前允许燃料电池供电车辆的客舱的快速加热。
2.如权利要求1所述的系统,还包括:与所述热交换回路热连通的加热器芯部,其中,由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体所产生的热量从所述热交换回路被热连通到所述加热器芯部。
3.如权利要求1所述的系统,还包括:第一压力调控器,所述第一压力调控器用于控制从所述氢源传送到所述金属氢化物缓冲器的氢装载气体的压力。
4.如权利要求3所述的系统,其中,所述第一压力调控器以足以允许吸附氢装载气体的压力将氢装载气体提供到所述金属氢化物缓冲器,由此产生热量。
5.如权利要求1所述的系统,还包括第二压力调控器,所述第二压力调控器用于控制从所述金属氢化物缓冲器传送到所述阳极的氢排放气体的压力。
6.如权利要求5所述的系统,其中,所述氢排放气体以足以激励所述燃料电池的压力从所述金属氢化物缓冲器解吸。
7.一种车辆,包括:
动力源,其包括至少一个燃料电池;
燃料供给系统,其被联接到所述动力源以使所述燃料供给系统的运行通过所述动力源有助于所述车辆的至少一个车轮的转动,所述燃料供给系统包括:
用于提供氢装载气体的氢源;
与所述氢源和所述至少一个燃料电池的阳极流体连通的金属氢化物缓冲器,其中所述金属氢化物缓冲器被设置成从所述氢源吸附氢装载气体并将氢排放气体解吸到所述阳极,所述金属氢化物缓冲器是燃料电池供电车辆的除了氢源之外的分立部件;以及
与所述金属氢化物缓冲器热连通的热交换回路,以使得由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体或者解吸氢排放气体所产生的温度上的变化被热连通到所述热交换回路并被传递到所述车辆的客舱,由此调节所述客舱中的空气,从而在系统热车期间和在达到燃料电池的操作温度之前允许燃料电池供电车辆的客舱的快速加热。
8.如权利要求7所述的车辆,还包括与所述热交换回路热连通的加热器芯部,其中,由所述金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体或者解吸氢排放气体所产生的温度上的变化从所述热交换回路被热连通到所述加热器芯部。
9.如权利要求7所述的车辆,还包括:第一压力调控器,所述第一压力调控器用于控制从所述氢源传送到所述金属氢化物缓冲器的氢装载气体的压力。
10.如权利要求9所述的车辆,其中,所述第一压力调控器以足以允许金属氢化物缓冲器吸附氢装载气体的压力将氢装载气体提供到所述金属氢化物缓冲器,由此产生温度上的正变化。
11.如权利要求10所述的车辆,其中,所述温度上的正变化被热连通到所述热交换回路并被传递到所述客舱,由此加热所述客舱。
12.如权利要求11所述的车辆,其中,所述氢排放气体以足以激励所述至少一个燃料电池的压力从所述金属氢化物缓冲器解吸。
13.如权利要求12所述的车辆,还包括第二压力调控器,所述第二压力调控器用于控制从所述金属氢化物缓冲器传送到所述阳极的氢排放气体的压力。
14.如权利要求13所述的车辆,其中,所述第二压力调控器以足以允许解吸氢排放气体的压力将氢排放气体提供到所述阳极,由此产生温度上的负变化。
15.如权利要求14所述的车辆,其中,所述温度上的负变化被热连通到所述热交换回路,并被传递到所述客舱,由此冷却所述客舱。
16.一种用于将氢气供给到车辆燃料电池系统的方法,所述方法包括:
以足以允许金属氢化物缓冲器吸附所述氢气的压力用来自氢源的氢气装载金属氢化物缓冲器,由此产生热量,所述金属氢化物缓冲器是燃料电池供电车辆的除了氢源之外的分立部件;
将由所述金属氢化物缓冲器吸附所述氢气所产生的热量传递到所述车辆的客舱,由此加热所述客舱,从而在系统热车期间和在达到燃料电池的操作温度之前允许燃料电池供电车辆的客舱的快速加热;以及
将从所述金属氢化物缓冲器排放的氢气提供到燃料电池的阳极,由此将氢气提供到所述车辆的燃料电池系统。
17.如权利要求16所述的方法,其中,将热量传递到所述客舱包括:将所述热量传递到热交换回路。
18.如权利要求17所述的方法,还包括:将所述热量从所述热交换回路传递到加热器芯部。
19.如权利要求16所述的方法,其中,以足以激励所述燃料电池的压力将从所述金属氢化物缓冲器排放的氢气提供到燃料电池的阳极。
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