CN111619306A - 能源综合利用系统 - Google Patents

能源综合利用系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111619306A
CN111619306A CN202010315688.8A CN202010315688A CN111619306A CN 111619306 A CN111619306 A CN 111619306A CN 202010315688 A CN202010315688 A CN 202010315688A CN 111619306 A CN111619306 A CN 111619306A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inlet
valve
outlet
heat exchanger
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010315688.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111619306B (zh
Inventor
胡松
杨福源
孙进伟
杨明烨
欧阳明高
李建秋
徐梁飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202010315688.8A priority Critical patent/CN111619306B/zh
Publication of CN111619306A publication Critical patent/CN111619306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111619306B publication Critical patent/CN111619306B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • B60L58/32Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for controlling the temperature of fuel cells, e.g. by controlling the electric load
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

本申请涉及一种能源综合利用系统。能源综合利用系统包括第一换热器、第二换热器和第三换热器。从冷却液出口流出的冷却液通过第一换热器与空气增压装置流出的空气进行热交换,实现对空气温度的调节。从第一换热器流出来的冷却液进入第二换热器,实现对驾驶室温度的调节。从第二换热器出来的冷却液进入第三换热器,用于与氢气换热,同时实现冷却液的降温和氢气的升温。能源综合利用系统通过第一换热器、第二换热器和第三换热器,实现了冷却液、空气和氢气之间能量的调配。能源综合利用系统还实现了对驾驶室温度的调节,进而实现燃料电池汽车内部能量的综合利用。

Description

能源综合利用系统
技术领域
本申请涉及新能源技术领域,特别是涉及一种能源综合利用系统。
背景技术
化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染日益严重,可再生能源的大规模开发和利用势在必行。氢气是一种有效的储能方式:在可再生能源发电高峰期将电能转换为化学能储存在氢气当中,在用电高峰期将氢气携带的能量通过燃料电池重新转换为电能以供使用。氢燃料电池汽车具有零排放、无污染、高效的特点,是一种十分具有潜力的新能源汽车。
当氢燃料电池发动机匹配液氢或者高压氢气系统时,液氢或高压氢气在进入燃料电池电堆之前首先需要进行减压、汽化或升温到50℃左右,此过程需要吸收大量的热。燃料电池电堆在工作过程中会产生大量的余热,通常采用冷却液对电堆进行散热,以使电堆内部温度始终处于高效的工作温度范围内。为保证燃料电池电堆的功率,需要对进入电堆的空气进行增压,采用鼓风机等增压装置压缩空气后会使空气温度升高,在压缩空气进入电堆之前进行冷却,可增加进气的密度同时又可以使空气在进堆之前温度满足要求。除此之外,为保证驾驶员及乘客在驾驶室和舱室内的舒适性,需要采用空调系统使驾驶室和舱室内的温度保持在一定范围之内,在天气寒冷时对驾驶室和舱室内空气进行升温,在天气炎热时对驾驶室或舱室内空气进行降温。由此可见,怎样才能实现燃料电池汽车内部能量的综合利用是亟待解决的问题。
发明内容
基于此,有必要针对怎样才能实现燃料电池汽车内部能量的综合利用的问题,提供一种能源综合利用系统。
一种能源综合利用系统包括第一换热器、第二换热器和第三换热器。所述第一换热器包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口。所述第一进口用于与燃料电池电堆的冷却液出口连接。所述第二进口用于与空气增压装置连接。所述第二出口用于与燃料电池电堆的空气进口连接。所述第二换热器包括第三进口、第四进口、第三出口和第四出口。所述第三进口与所述第一出口连接。所述第四进口用于与第一鼓风机连接。所述第四出口用于为驾驶室或舱室升温。
所述第三换热器包括第五进口、第六进口、第五出口和第六出口。所述第五进口与所述第三出口连接。所述第五出口用于与燃料电池电堆的冷却液进口连接。所述第六进口用于与氢源连接。所述第六出口用于与所述燃料电池电堆的氢气进口。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第一管路、第一阀门和第二管路。所述第一管路的一端与所述第五出口连接。所述第一管路的另一端用于与所述冷却液进口连接。所述第一阀门包括第一阀门入口、第一阀门出口和第二阀门出口。所述第一阀门入口与所述第一出口连接。所述第一阀门出口与所述第三进口连接。所述第二管路的一端与所述第二阀门出口连接。所述第二管路的另一端与所述第一管路的第一交汇点连接。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第二阀门和第三阀门。所述第二阀门包括第二阀门入口、第三阀门出口和第四阀门出口。所述第二阀门入口与所述第三出口连接。所述第三阀门出口与所述第五进口连接。所述第三阀门包括第三阀门入口、第四阀门入口和第五阀门出口。所述第三阀门入口与所述第四阀门出口连接。所述第四阀门入口与所述第五出口连接。所述第五阀门出口用于与所述冷却液进口连接。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括冷却液储存装置。所述冷却液储存装置设置于所述第一管路且连接于所述第五阀门出口与所述第一交汇点之间。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第一动力装置。所述第一动力装置设置于所述第一管路,且所述第一动力装置用于连接于所述第一交汇点与所述冷却液进口之间。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第一加热装置。所述第一加热装置设置于所述第一管路,且所述第一加热装置用于连接于所述第一动力装置与所述冷却液进口之间。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第四换热器。所述第四换热器包括第七进口、第八进口、第七出口和第八出口。所述第七进口用于与氢源连接。所述第八进口用于与第二鼓风机连接。所述第七出口与所述第六进口连接。所述第八出口用于为驾驶室或舱室降温。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第四阀门和第五阀门。所述第四阀门包括第五阀门入口、第七阀门出口和第一口。所述第五阀门入口与所述第七出口连接。所述第七阀门出口与所述第六进口连接。所述第五阀门包括第六阀门入口、第七阀门入口和第八阀门出口。所述第六阀门入口与所述第六出口连接。所述第八阀门出口用于所述氢气进口连接。所述第七阀门入口与所述第一口连接。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括第六阀门和第七阀门。所述第六阀门包括第八阀门入口、第九阀门出口和第十阀门出口。所述第八阀门入口用于与氢源连接。所述第九阀门出口与所述第七进口。所述第七阀门包括第九阀门入口、第二口和第三口。所述第九阀门入口与所述第十阀门出口连接。所述第二口与所述第一口。所述第三口与所述第七阀门入口连接。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括温控箱。所述温控箱用于连接于所述氢气进口与所述第八阀门出口之间。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统还包括所述空调系统。所述空调系统包括冷风进口、热风进口、吹风口和排风口。所述冷风进口与所述第八出口连通。所述热风进口与所述第三出口连通。所述吹风口用于向所述驾驶室或舱室送风。所述排风口用于与外部环境连通。
本申请实施例提供的所述能源综合利用系统,包括所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器,所述冷却液出口、所述空气增压装置和所述空气进口分别与所述第一换热器连接。从所述冷却液出口流出的冷却液通过所述第一换热器与所述空气增压装置流出的空气进行热交换,实现对空气温度的调节。从所述第一换热器流出来的冷却液进入所述第二换热器,实现对所述驾驶室温度的调节。从所述第二换热器出来的冷却液进入所述第三换热器,用于与氢气换热,同时实现冷却液的降温和氢气的升温。所述能源综合利用系统通过所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器,实现了冷却液、空气和氢气之间能量的调配。所述能源综合利用系统还实现了对所述驾驶室温度的调节,进而实现燃料电池汽车内部能量的综合利用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图;
图2为本申请另一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图;
图3为本申请另一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图;
图4为本申请另一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图;
图5为本申请另一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图;
图6为本申请另一个实施例中提供的所述能源综合利用系统的结构示意图。
附图标号:
能源综合利用系统10
燃料电池电堆110
冷却液出口111
空气进口112
冷却液进口113
氢气进口114
驾驶室101
第一鼓风机120
第二鼓风机130
温控箱140
空气增压装置200
第一换热器210
第一进口211
第二进口212
第一出口213
第二出口214
第二换热器220
第三进口221
第四进口222
第三出口223
第四出口224
第三换热器230
第五进口231
第六进口232
第五出口233
第六出口234
第一管路310
第一阀门320
第一阀门入口321
第一阀门出口322
第二阀门出口323
第二管路330
第一交汇点331
第二阀门410
第二阀门入口411
第三阀门出口412
第四阀门出口413
第三阀门420
第三阀门入口421
第四阀门入口422
第五阀门出口423
冷却液储存装置510
第一动力装置520
第一加热装置530
第四换热器610
第七进口611
第八进口612
第七出口613
第八出口614
第四阀门620
第五阀门入口621
第七阀门出口622
第一口623
第五阀门630
第六阀门入口631
第七阀门入口632
第八阀门出口633
第六阀门640
第八阀门入口641
第九阀门出口642
第十阀门出口643
第七阀门650
第九阀门入口651
第二口652
第三口653
空调系统810
冷风进口811
热风进口812
吹风口813
排风口814
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1,本申请实施例提供一种能源综合利用系统10包括第一换热器210、第二换热器220和第三换热器230。所述第一换热器210包括第一进口211、第二进口212、第一出口213和第二出口214。所述第一进口211用于与燃料电池电堆110的冷却液出口111连接。所述第二进口212用于与空气增压装置200连接。所述第二出口214用于与燃料电池电堆110的空气进口112连接。所述第二换热器220包括第三进口221、第四进口222、第三出口223和第四出口224。所述第三进口221与所述第一出口213连接。所述第四进口222用于与第一鼓风机120连接。所述第四出口224用于为驾驶室或舱室101升温。
所述第三换热器230包括第五进口231、第六进口232、第五出口233和第六出口234。所述第五进口231与所述第三出口223连接。所述第五出口233用于与燃料电池电堆110的冷却液进口113连接。所述第六进口232用于与氢源102连接。所述第六出口234用于与所述燃料电池电堆110的氢气进口114。
本申请实施例提供的一种能源综合利用系统10包括所述第一换热器210、所述第二换热器220和所述第三换热器230。所述冷却液出口111、所述空气增压装置200和所述空气进口112分别与所述第一换热器210连接。从所述冷却液出口111流出的冷却液通过所述第一换热器210与所述空气增压装置200流出的空气进行热交换,实现对空气温度的调节。从所述第一换热器210流出来的冷却液进入所述第二换热器220,实现对所述驾驶室或舱室101温度的调节。从所述第二换热器220出来的冷却液进入所述第三换热器230,用于与氢气换热,同时实现冷却液的降温和氢气的升温。所述能源综合利用系统10通过所述第一换热器210、所述第二换热器220和所述第三换热器230,实现了冷却液、空气和氢气之间能量的调配。所述能源综合利用系统10还实现了对所述驾驶室或舱室101温度的调节,进而实现燃料电池汽车内部能量的综合利用。
所述燃料电池电堆110是氢气和空气中的氧气发生反应并产生电力的装置,电堆内部具有冷却管路用于电堆散热。
所述第一换热器210、所述第二换热器220和所述第三换热器230的类型可以相同,也可以不同。
在一个实施例中,所述第一换热器210和所述第三换热器230为浸没式换热器。所述第二换热器220为风冷式换热器。
所述空气增压装置200的空气进口用于与大气环境连通。所述空气增压装置200用于压缩空气,使空气的压力增大至所述燃料电池电堆110的预设进口压力。
在一个实施例中,所述空气增压装置200为鼓风机。
空气经过电磁阀进入所述空气增压装置200,经过增压,空气温度升高。空气再进入所述第一换热器210,经过换热后进入所述燃料电池电堆110的所述空气入口112。空气在所述燃料电池电堆110内与氢气反应,产生电能和一定的废热,残余的空气流出所述燃料电池电堆110。
在一个实施例中,温度较高的冷却液从所述冷却液出口111流入所述第一换热器210,增压后的空气也进入所述第一换热器210。空气与水在所述第一换热器210内进行热交换。当增压空气低于冷却液温度时,冷却液给增压空气升温。当高于冷却液温度时,冷却液给增压空气降温。
在一个实施例中,所述冷却液为凝点较低、热容较大的液体,可以为乙二醇防冻液。
在一个实施例中,从所述第一换热器210出来的冷却液温度高于大气环境的空气温度,从所述第一换热器210出来的冷却液进入所述第二换热器220。空气通过所述第一鼓风机120进入所述第二换热器220与冷却液换热。空气的温度升高,用于为所述驾驶室或舱室101加热。
所述氢源102包括高压氢气储罐或液氢储罐。
请一并参见图2,在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第一管路310、第一阀门320和第二管路330。所述第一管路310的一端与所述第五出口233连接。所述第一管路310的另一端用于与所述冷却液进口113连接。所述第一阀门320包括第一阀门入口321、第一阀门出口322和第二阀门出口323。所述第一阀门入口321与所述第一出口213连接。所述第一阀门出口322与所述第三进口221连接。所述第二管路330的一端与所述第二阀门出口323连接。所述第二管路330的另一端与所述第一管路310的第一交汇点331连接。
所述第一阀门320为三通比例调节阀。
在一个实施例中,当从所述第一换热器210出来的冷却液温度较低时,比如所述燃料电池电堆110冷启动时,从所述第一换热器210出来的冷却液直接通过所述第一阀门320经所述第二管路330和所述第一管路310回流至所述冷却液进口113。
在一个实施例中,当所述驾驶室或舱室101具有升温需求,但是所述第一换热器210出来的冷却液的温度不是很高,则通过调节所述第一阀门320的开度比例,分配所述冷却液在所述第一阀门出口322和第二阀门出口323的流量。部分所述冷却液进入所述第二换热器220和所述第三换热器230,对所述驾驶室或舱室101的供热和给氢气加热。部分所述冷却液进入所述第二管路330和所述第一管路310回流至所述冷却液进口113。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第二阀门410和第三阀门420。所述第二阀门410包括第二阀门入口411、第三阀门出口412和第四阀门出口413。所述第二阀门入口411与所述第三出口223连接。所述第三阀门出口412与所述第五进口231连接。所述第三阀门420包括第三阀门入口421、第四阀门入口422和第五阀门出口423。所述第三阀门入口421与所述第四阀门出口413连接。所述第四阀门入口422与所述第五出口233连接。所述第五阀门出口423用于与所述冷却液进口113连接。
所述第二阀门410为三通比例调节阀。所述第三阀门420为三通阀。通过所述第二阀门410和所述第三阀门420可以调节冷却液进入所述第三换热器230的流量。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括冷却液储存装置510。所述冷却液储存装置510设置于所述第一管路310且连接于所述第五阀门出口423与所述第一交汇点331之间。
所述冷却液储存装置510包括储液罐、储液箱或其他收纳储存容器。
请一并参见图3,在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第一动力装置520。所述第一动力装置520设置于所述第一管路310,且所述第一动力装置520用于连接于所述第一交汇点331与所述冷却液进口113之间。所述第一动力装置520包括泵。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第一加热装置530。所述第一加热装置530设置于所述第一管路310,且所述第一加热装置530用于连接于所述第一动力装置520与所述冷却液进口113之间。
当所述冷却液的温度较低时,所述第一加热装置530用于为所述冷却液加热,以达到预定温度,保证所述燃料电池电堆110的稳定性。
在所述能源综合利用系统10运行过程中,所述第一换热器210持续工作。当冷却水不足于同时为驾驶室或舱室101和氢气提供热量时,优先关闭所述第一鼓风机120,使所述第二换热器220停止工作。
当冷却水的温度较高,需要降温,但同时所述驾驶室或舱室101不需要升温时,仅需将所述第二换热器220的所述第四出口224出来的空气排向大气环境即可。
请一并参见图4,在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第四换热器610。所述第四换热器610包括第七进口611、第八进口612、第七出口613和第八出口614。所述第七进口611用于与氢源102连接。所述第八进口612用于与第二鼓风机130连接。所述第七出口613与所述第六进口232连接。所述第八出口614用于为驾驶室或舱室101降温。
所述第二鼓风机130用于将大气环境中的空气吹入所述第四换热器610。大气环境中的空气与所述氢气完成换热。氢气的温度升高。空气的温度降低。
当所述驾驶室或舱室101需要降温时,所述第八出口614出来的冷空气用于为所述驾驶室或舱室101降温。当所述驾驶室或舱室101不需要降温时,从所述第八出口614出来的冷空气排向大气环境。
请一并参见图5,在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第四阀门620和第五阀门630。
所述第四阀门620包括第五阀门入口621、第七阀门出口622和第一口623。所述第五阀门入口621与所述第七出口613连接。所述第七阀门出口622与所述第六进口232连接。
所述第五阀门630包括第六阀门入口631、第七阀门入口632和第八阀门出口633。所述第六阀门入口631与所述第六出口234连接。所述第八阀门出口633用于所述氢气进口114连接。所述第七阀门入口632与所述第一口623连接。
所述第四阀门620为三通比例调节阀。
当冷却液不需要流通所述第三换热器230,达到降温的目的时,调节所述第四阀门620。所述第四阀门620的所述第五阀门入口621和所述第一口623导通,所述第七阀门出口622关闭。所述第五阀门630的所述第六阀门入口631关闭。所述第七阀门入口632和所述第八阀门出口633导通。氢气不经过所述第三换热器230。
请一并参见图6,在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括第六阀门640和第七阀门650。所述第六阀门640包括第八阀门入口641、第九阀门出口642和第十阀门出口643。所述第八阀门入口641用于与氢源102连接。所述第九阀门出口642与所述第七进口611。所述第七阀门650包括第九阀门入口651、第二口652和第三口653。所述第九阀门入口651与所述第十阀门出口643连接。所述第二口652与所述第一口623。所述第三口653与所述第七阀门入口632连接。
在通常情况下,所述第八阀门入口641与所述第九阀门出口642连通。所述第十阀门出口643关闭。所述第五阀门入口621和所述第七阀门出口622连通。所述第一口623关闭。所述第六阀门入口631和所述第八阀门出口633连通。所述第七阀门入口632关闭。
当所述第四换热器610需要化霜时,所述第八阀门入口641与所述第十阀门出口643连通,所述第九阀门出口642关闭。所述第九阀门入口651与所述第二口652连通。所述第三口653关闭。所述第六阀门入口631和所述第八阀门出口633连通。所述第七阀门入口632关闭。
当所述冷却液不需要所述第三换热器230降温时,所述第八阀门入口641与所述第九阀门出口642连通。所述第十阀门出口643关闭。所述第五阀门入口621和所述第一口623连通。所述第七阀门出口622关闭。所述第六阀门入口631关闭。所述第七阀门入口632和所述第八阀门出口633连通。在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置在所述第八阀门入口641与所述氢源102之间的电磁阀。所述电磁阀为减压阀,用于控制所述氢源102的出口压力。
在所述电磁阀与所述第八阀门入口641设置温度压力传感器,用于监测所述第八阀门入口641的氢气温度和压力。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置在所述第七出口613与所述第五阀门入口621之间的温度压力传感器,用于监测所述第五阀门入口621前的氢气温度和压力。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置在所述第七阀门出口622与所述第六进口232之间的温度压力传感器,用于监测所述第六进口232的氢气温度和压力。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置在所述第六出口234与所述第六阀门入口631之间的温度压力传感器,用于监测所述第六出口234的氢气温度。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括温控箱140。所述温控箱140用于连接于所述氢气进口114与所述第八阀门出口633之间。所述温控箱140用于为所述氢气加热。
所述温控箱140内部具有功率可调的加热器,用于控制所述温控箱140内氢气温度。
在一个实施例中,所述温控箱140的两侧分别连接阀门。在所述第八阀门出口633和所述温控箱140之间的阀门用于控制流入所述温控箱140的氢气流量,从而控制所述温控箱140内压力。
在所述温控箱140和所述氢气进口114之间的阀门的开度可控,用于控制流入所述燃料电池电堆110内流量。
在一个实施例中,所述温控箱140连接温度压力传感器,用于监测温度和压力。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置于所述氢气进口114处的温度压力传感器。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置于所述冷却液进口113的温度压力传感器。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置于所述冷却液出口111的温度压力传感器。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括设置于所述空气进口112的温度压力传感器。
在一个实施例中,所述能源综合利用系统10还包括所述空调系统810。所述空调系统810包括冷风进口811、热风进口812、吹风口813和排风口814。所述冷风进口811与所述第八出口614连通。所述热风进口812与所述第三出口223连通。所述吹风口813用于向所述驾驶室或舱室101送风。所述排风口814用于与外部环境连通。
所述空调系统810和所述第四换热器610、第二换热器220的出风口以及驾驶室或舱室101通过风道相连。所述第四换热器610为所述空调系统810提供冷空气,第二换热器220为所述空调系统810提供热空气,所述空调系统810根据用户需求向驾驶室或舱室101提供冷空气或热空气。所述空调系统810内部具有风道阀门(或挡板)。所述风道阀门(或挡板)控制冷空气或热空气风道与驾驶室或舱室101相连通或隔断,并且风道阀门(或挡板)的开度可调,从而控制向驾驶室或舱室101的供风量。
除此之外,所述空调系统810本身具有制冷制热功能,并且制冷制热功率可控。当所述第四换热器610供应的冷空气不能满足用户对驾驶室或舱室101的调温需求时,所述空调系统810的制冷功能启用,用于辅助制冷。制冷功率由用户或者设定的内部控制程序调节。
当第二换热器220供应的热空气不能满足用户对驾驶室或舱室101的调温需求时,所述空调系统810的制热功能启用,用于辅助制热。制热功率由用户或设定的内部控制程序调节。当所述空调系统810蒸发器结霜时,通过控制所述空调系统810内部风道阀门(或挡板)将第二换热器220出风口和蒸发器风道连通进行除霜。
当所述第四换热器610表面结霜时,通过控制所述空调系统810内部风道阀门(或挡板)和所述第四换热器610风道连通进行除霜。
所述能源综合利用系统10通过多个换热器实现氢气、冷却液、空气和驾驶室之间热量和冷量的调配,做到了能源的整合利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种能源综合利用系统,其特征在于,包括:
第一换热器(210),包括第一进口(211)、第二进口(212)、第一出口(213)和第二出口(214),所述第一进口(211)用于与燃料电池电堆(110)的冷却液出口(111)连接,所述第二进口(212)用于与空气增压装置(200)连接,所述第二出口(214)用于与燃料电池电堆(110)的空气进口(112)连接;
第二换热器(220),包括第三进口(221)、第四进口(222)、第三出口(223)和第四出口(224),所述第三进口(221)与所述第一出口(213)连接,所述第四进口(222)用于与第一鼓风机(120)连接,所述第四出口(224)用于为驾驶室或舱室(101)升温;
第三换热器(230),包括第五进口(231)、第六进口(232)、第五出口(233)和第六出口(234),所述第五进口(231)与所述第三出口(223)连接,所述第五出口(233)用于与燃料电池电堆(110)的冷却液进口(113)连接,所述第六进口(232)用于与氢源(102)连接,所述第六出口(234)用于与所述燃料电池电堆(110)的氢气进口(114)。
2.如权利要求1所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第一管路(310),所述第一管路(310)的一端与所述第五出口(233)连接,所述第一管路(310)的另一端用于与所述冷却液进口(113)连接;
第一阀门(320),包括第一阀门入口(321)、第一阀门出口(322)和第二阀门出口(323),所述第一阀门入口(321)与所述第一出口(213)连接,所述第一阀门出口(322)与所述第三进口(221)连接;
第二管路(330),所述第二管路(330)的一端与所述第二阀门出口(323)连接,所述第二管路(330)的另一端与所述第一管路(310)的第一交汇点(331)连接。
3.如权利要求2所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第二阀门(410),包括第二阀门入口(411)、第三阀门出口(412)和第四阀门出口(413),所述第二阀门入口(411)与所述第三出口(223)连接,所述第三阀门出口(412)与所述第五进口(231)连接;
第三阀门(420),包括第三阀门入口(421)、第四阀门入口(422)和第五阀门出口(423),所述第三阀门入口(421)与所述第四阀门出口(413)连接,所述第四阀门入口(422)与所述第五出口(233)连接,所述第五阀门出口(423)用于与所述冷却液进口(113)连接。
4.如权利要求3所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
冷却液储存装置(510),设置于所述第一管路(310),且连接于所述第五阀门出口(423)与所述第一交汇点(331)之间。
5.如权利要求4所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第一动力装置(520),设置于所述第一管路(310),且所述第一动力装置(520)用于连接于所述第一交汇点(331)与所述冷却液进口(113)之间。
6.如权利要求5所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第一加热装置(530),设置于所述第一管路(310),且所述第一加热装置(530)用于连接于所述第一动力装置(520)与所述冷却液进口(113)之间。
7.如权利要求1所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第四换热器(610),包括第七进口(611)、第八进口(612)、第七出口(613)和第八出口(614),所述第七进口(611)用于与氢源(102)连接,所述第八进口(612)用于与第二鼓风机(130)连接,所述第七出口(613)与所述第六进口(232)连接,所述第八出口(614)用于为驾驶室或舱室(101)降温。
8.如权利要求7所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第四阀门(620),包括第五阀门入口(621)、第七阀门出口(622)和第一口(623),所述第五阀门入口(621)与所述第七出口(613)连接,所述第七阀门出口(622)与所述第六进口(232)连接;
第五阀门(630),包括第六阀门入口(631)、第七阀门入口(632)和第八阀门出口(633),所述第六阀门入口(631)与所述第六出口(234)连接,所述第八阀门出口(633)用于所述氢气进口(114)连接,所述第七阀门入口(632)与所述第一口(623)连接。
9.如权利要求8所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
第六阀门(640),包括第八阀门入口(641)、第九阀门出口(642)和第十阀门出口(643),所述第八阀门入口(641)用于与氢源(102)连接,所述第九阀门出口(642)与所述第七进口(611);
第七阀门(650),包括第九阀门入口(651)、第二口(652)和第三口(653),所述第九阀门入口(651)与所述第十阀门出口(643)连接,所述第二口(652)与所述第一口(623),所述第三口(653)与所述第七阀门入口(632)连接。
10.如权利要求8所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
温控箱(140),用于连接于所述氢气进口(114)与所述第八阀门出口(633)之间。
11.如权利要求10所述的能源综合利用系统,其特征在于,还包括:
空调系统(810),包括冷风进口(811)、热风进口(812)、吹风口(813)和排风口(814),所述冷风进口(811)与所述第八出口(614)连通,所述热风进口(812)与所述第三出口(223)连通,所述吹风口(813)用于向所述驾驶室送风,所述排风口(814)用于与外部环境连通。
CN202010315688.8A 2020-04-21 2020-04-21 能源综合利用系统 Active CN111619306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010315688.8A CN111619306B (zh) 2020-04-21 2020-04-21 能源综合利用系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010315688.8A CN111619306B (zh) 2020-04-21 2020-04-21 能源综合利用系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111619306A true CN111619306A (zh) 2020-09-04
CN111619306B CN111619306B (zh) 2021-05-14

Family

ID=72255970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010315688.8A Active CN111619306B (zh) 2020-04-21 2020-04-21 能源综合利用系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111619306B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112599814A (zh) * 2020-11-25 2021-04-02 清华大学 燃料电池系统及燃料电池汽车
CN115092014B (zh) * 2022-06-15 2024-05-14 一汽解放汽车有限公司 一种余冷回收整车热管理系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103474686A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发动机系统
EP2925555A1 (de) * 2012-12-03 2015-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanordnung und verfahren zum betrieb der brennstoffzellenanordnung
CN208522032U (zh) * 2018-07-05 2019-02-19 北京稳力科技有限公司 一种分区分级质子交换膜燃料电池客车温控系统
CN109473699A (zh) * 2018-11-12 2019-03-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种氢燃料电池汽车低温启动系统及控制方法
CN109560304A (zh) * 2018-12-07 2019-04-02 中能源工程集团氢能科技有限公司 一种质子交换膜燃料电池的热管理方法
CN109830708A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 北方工业大学 一种燃料电池汽车动力总成的耦合热管理系统
CN109980246A (zh) * 2018-04-27 2019-07-05 清华大学 燃料电池汽车热管理系统
CN110364750A (zh) * 2019-08-22 2019-10-22 武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司 一种燃料电池发动机氢气循环热管理系统
CN111029613A (zh) * 2019-11-29 2020-04-17 同济大学 一种联合加热的燃料电池低温启动系统及工作方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2925555A1 (de) * 2012-12-03 2015-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennstoffzellenanordnung und verfahren zum betrieb der brennstoffzellenanordnung
CN103474686A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发动机系统
CN109980246A (zh) * 2018-04-27 2019-07-05 清华大学 燃料电池汽车热管理系统
CN208522032U (zh) * 2018-07-05 2019-02-19 北京稳力科技有限公司 一种分区分级质子交换膜燃料电池客车温控系统
CN109473699A (zh) * 2018-11-12 2019-03-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种氢燃料电池汽车低温启动系统及控制方法
CN109560304A (zh) * 2018-12-07 2019-04-02 中能源工程集团氢能科技有限公司 一种质子交换膜燃料电池的热管理方法
CN109830708A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 北方工业大学 一种燃料电池汽车动力总成的耦合热管理系统
CN110364750A (zh) * 2019-08-22 2019-10-22 武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司 一种燃料电池发动机氢气循环热管理系统
CN111029613A (zh) * 2019-11-29 2020-04-17 同济大学 一种联合加热的燃料电池低温启动系统及工作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112599814A (zh) * 2020-11-25 2021-04-02 清华大学 燃料电池系统及燃料电池汽车
CN115092014B (zh) * 2022-06-15 2024-05-14 一汽解放汽车有限公司 一种余冷回收整车热管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111619306B (zh) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11285783B2 (en) Circulation system for a fuel cell vehicle
CN111717076B (zh) 混合动力汽车燃料电池热管理系统及其控制方法
CN111619307B (zh) 能源综合利用系统
CN108172864A (zh) 一种基于相变材料的燃料电池余热储热装置
CN112599815B (zh) 冷能利用装置和冷能利用系统
CN110303906A (zh) 一种液氢燃料电池车及其冷量管理系统
CN102610838A (zh) 燃料电池热管理系统、燃料电池系统及具有该系统的车辆
CN112242539A (zh) 用于燃料电池电堆的热管理系统及设置有该系统的车辆
CN108232238B (zh) 一种燃料电池系统、控制方法以及燃料电池汽车
CN111619306B (zh) 能源综合利用系统
CN211166524U (zh) 一种燃料电池组和空调联合热管理系统
CN202474108U (zh) 燃料电池热管理系统、燃料电池系统及具有该系统的车辆
CN114300709A (zh) 一种燃料电池及其热管理控制系统
CN214464770U (zh) 一种空压机的进气管路及燃料电池系统、车辆
CN113997748A (zh) 基于多通道换热器的氢能汽车热泵系统和氢能汽车
CN109216727A (zh) 一种直接甲醇燃料电池的冷却系统
CN111634171B (zh) 能源综合利用系统
CN210668556U (zh) 一种燃料电池发动机冷却水压力控制系统
CN216783270U (zh) 燃料电池热管理集成系统及汽车
CN217214788U (zh) 一种燃料电池冷却系统及氢能汽车
CN112599814A (zh) 燃料电池系统及燃料电池汽车
CN110359973A (zh) 压缩机余能回收系统
CN216783306U (zh) 一种燃料电池集成式整车热管理集成系统及汽车
CN116053535A (zh) 燃料电池热量管理系统与方法
CN111725543B (zh) 一种氢燃料电池及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant