CN111634171B - 能源综合利用系统 - Google Patents

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、第一阀门、第二换热器、第一管路、第二阀门、第二管路、第三阀门和蓄冷箱。能源综合利用系统通过第一换热器实现换热介质与氢气之间热量的传递。氢气吸收热量。氢气温度升高。换热介质吸收冷量后温度降低。通过第一阀门，换热介质通过第一阀门分流至第二换热器。进入第二换热器的换热介质为驾驶室或舱室降温。第一鼓风机提高了进入第二换热器的换热介质的温度。升温后的换热介质再回流至第一管路。能源综合利用系统利用氢气的冷量为驾驶室或舱室降温，利用第一鼓风机的空气为氢气升温，实现冷量和热量的综合利用。

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。怎样才能实现氢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，有必要针对怎样实现氢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、第一管路、第一阀门、第二换热器、第二阀门、第二管路、第三阀门和蓄冷箱。

所述第一换热器包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口。所述第一入口用于与氢源连通。所述第一出口用于与燃料电池电堆的氢气入口连通。所述第一管路的一端与所述第二入口连接。所述第一管路的另一端与所述第二出口连接。所述第一管路用于流通换热介质。所述第一阀门设置于所述第一管路。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。所述第一阀门入口和第二阀门出口与所述第一管路连接。

所述第二换热器包括第三入口、第四入口、第三出口和第四出口。所述第三入口与所述第一阀门出口连通。所述第四入口用于与第一鼓风机的出风口连通。所述第四出口用于连接于驾驶室或舱室，以使所述驾驶室或舱室降温。所述第二阀门设置于所述第一管路，且所述第二阀门连接于所述第三出口与所述第二入口之间。

所述第二管路并联连接于所述第一管路，且所述第二管路的两端与所述第一管路分别于第一交汇点和第二交汇点连接。所述第一交汇点设置于所述第三出口和所述第二阀门之间。所述第二交汇点设置于所述第二阀门与所述第二入口之间。所述第二管路用于流通所述换热介质。

所述第三阀门设置于所述第二管路。蓄冷箱。所述蓄冷箱设置于所述第二管路，且所述蓄冷箱靠近所述第二交汇点设置。所述蓄冷箱用于收纳热量储存介质。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括：第四阀门和第三换热器。

所述第四阀门包括第四阀门入口、第五阀门出口和第六阀门出口。所述第四阀门入口和所述第五阀门出口连接于所述第二管路，且所述第三出口连接于所述第二阀门出口与所述第四阀门入口之间。

所述第三换热器包括第五入口、第六入口、第五出口和第六出口。所述第五入口与所述第六阀门出口连通。所述第五出口连接于所述第一管路，且所述第五出口连接于所述第二阀门和所述第二交汇点之间。所述第六入口用于与燃料电池电堆的冷却水出口连通。所述第六出口用于与所述燃料电池电堆的冷却水入口连通。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括：第五阀门和第四换热器。

所述第五阀门包括第五阀门入口、第七阀门出口和第八阀门出口。所述第五阀门入口和所述第七阀门出口连接于所述第一管路，且所述第五阀门入口连接于所述第五阀门出口与所述第一交汇点之间。

所述第四换热器包括第七入口和第七出口。所述第七入口与所述第八阀门出口连通。所述第七出口连接于所述第二阀门与所述第二交汇点之间。所述第四换热器用于为所述燃料电池电堆的电流转换器降温。

在一个实施例中，所述第一阀门、所述第四阀门和所述第五阀门均为比例调节阀。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括第五换热器。所述第五换热器包括第九入口、第十入口、第九出口和第十出口。所述第九入口用于与所述燃料电池电堆的冷却水出口连通。所述第九出口与所述第六入口连通。所述第十入口用于与第二鼓风机的出风口连通。所述第十出口用于设置于所述驾驶室或舱室，以使所述驾驶室或舱室升温。

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，且连接于所述第二交汇点和所述第二入口之间。

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，且连接于所述第一动力装置和所述第二入口之间。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括第一测温装置。所述第一测温装置设置于所述第一管路，且连接于所述第一加热装置和所述第二入口之间。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括空调装置。所述空调装置包括冷风进口、热风进口、吹风口和排风口。所述冷风进口与所述第四出口连通。所述热风进口与所述第十出口连通。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。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括第二加热装置。所述第二加热装置用于连接于所述第六出口和所述燃料电池电堆的冷却水入口之间。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统还包括第三加热装置。所述第三加热装置连接于所述第一出口和所述燃料电池电堆的氢气入口之间。

本申请实施例提供的所述能源综合利用系统，包括第一换热器、第一阀门、第二换热器、第一管路、第二阀门、第二管路、第三阀门和蓄冷箱。所述第一换热器包括第一入口、第二入口、第一出口和第二出口。所述第二入口用于与氢源连通。所述第二出口用于与燃料电池电堆的氢气入口连通。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二出口连通。所述第二换热器包括第三入口、第四入口、第三出口和第四出口。所述第三入口与所述第一阀门出口连通。所述第四入口用于与第一鼓风机的出风口连通。所述第四出口用于设置于驾驶室或舱室，以使所述驾驶室或舱室降温。

所述第一管路的一端与所述第二阀门出口连通。所述第一管路的另一端与所述第二入口连通。所述第三出口连接于所述第一管路。所述第一管路用于流通换热介质。所述第二阀门设置于所述第一管路，且所述第二阀门连接于所述第三出口与所述第二入口之间。所述第二管路并联连接于所述第一管路，且所述第二管路与所述第一管路分别于第一交汇点和第二交汇点连接。所述第一交汇点设置于所述第三出口和所述第二阀门之间。所述第二交汇点设置于所述第二阀门与所述第二入口之间。所述第二管路用于流通所述换热介质。

所述第三阀门设置于所述第二管路。所述蓄冷箱设置于所述第二管路，且所述蓄冷箱靠近所述第二交汇点设置。所述蓄冷箱用于收纳热量储存介质。

所述能源综合利用系统通过所述第一换热器实现所述换热介质与氢气之间热量的传递。所述氢气吸收热量。所述氢气温度升高。所述换热介质吸收冷量后温度降低。所述换热介质通过所述第一阀门分流至所述第二换热器。所述第一鼓风机用于使大气环境中的空气进入所述第二换热器。在所述第二换热器中，空气与所述换热介质换热。所述换热介质的温度升高。所述空气的温度降低。升温后的所述换热介质再回流至所述第一管路。低温的所述空气用于为所述驾驶室或舱室降温。所述能源综合利用系统通过所述第一换热器和所述第二换热器实现了利用氢气的冷量为驾驶室或舱室降温，同时利用所述第一鼓风机的空气为所述氢气升温的功能。所述能源综合利用系统实现了冷量和热量的综合利用。

此外，当所述第一管路中的所述换热介质在经过所述第二换热器后，所述换热介质的温度依旧较低。所述能源综合利用系统通过关闭所述第二阀门，并打开所述第三阀门，使所述换热介质进入所述蓄冷箱储存冷量，以调节所述换热介质的温度，避免回流所述第二入口的温度过低，影响所述燃料电池电堆的效率，同时实现过剩冷量的暂存，待冷量不足时再释放。

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。

附图标记说明：

能源综合利用系统10

第一交汇点201

第二交汇点202

第一换热器210

第一入口211

第二入口212

第一出口213

第二出口214

第一阀门220

第一阀门入口221

第一阀门出口222

第二阀门出口223

第二换热器230

第三入口231

第四入口232

第三出口233

第四出口234

蓄冷箱240

第二阀门310

第一管路320

第三阀门330

第二管路340

第四阀门410

第四阀门入口411

第五阀门出口412

第六阀门出口413

第三换热器420

第五入口421

第六入口422

第五出口423

第六出口424

第五阀门510

第五阀门入口511

第七阀门出口512

第八阀门出口513

第四换热器520

第七入口521

第七出口522

第五换热器610

第九入口611

第十入口612

第九出口613

第十出口614

第一动力装置620

第一加热装置710

第二加热装置720

第三加热装置730

空调装置810

冷风进口811

热风进口812

吹风口813

排风口814

燃料电池电堆100

氢气入口110

冷却水入口120

冷却水出口130

第一鼓风机140

第二鼓风机150

电流转换器160

第六阀门170

第一测温装置101

第二测温装置102

第三测温装置103

第四测温装置104

第五测温装置105

第六测温装置106

第二动力装置107

第三动力装置108

氢源111

驾驶室或舱室112

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“第二”、“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，第二特征在第二特征“上”或“下”可以是第二和第二特征直接接触，或第二和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第二特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第二特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第二特征水平高度高于第二特征。第二特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第二特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第二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、第一管路320、第一阀门220、第二换热器230、第二阀门310、第二管路340、第三阀门330和蓄冷箱240。

所述第一换热器210包括第一入口211、第二入口212、第一出口213和第二出口214。所述第一入口211用于与氢源111连通。所述第一出口213用于与燃料电池电堆100的氢气入口110连通。所述第一管路320的一端与所述第二入口212连接。所述第一管路320的另一端与所述第二出口214连接。所述第一管路320用于流通换热介质。所述第一阀门220设置于所述第一管路320。所述第一阀门220包括第一阀门入口221、第一阀门出口222和第二阀门出口223。所述第一阀门入口221和第二阀门出口223与所述第一管路320连接。

所述第二换热器230包括第三入口231、第四入口232、第三出口233和第四出口234。所述第三入口231与所述第一阀门出口222连通。所述第四入口232用于与第一鼓风机140的出风口连通。所述第四出口234用于设置于驾驶室或舱室112。以使所述驾驶室或舱室112降温。所述第二阀门310设置于所述第一管路320，且所述第二阀门310连接于所述第三出口233与所述第二入口212之间。

所述第二管路340并联连接于所述第一管路320，且所述第二管路340的两端与所述第一管路320分别于第一交汇点201和第二交汇点202连接。所述第一交汇点201设置于所述第三出口233和所述第二阀门310之间。所述第二交汇点202设置于所述第二阀门310与所述第二入口212之间。所述第二管路340用于流通所述换热介质。所述第三阀门330设置于所述第二管路340。所述蓄冷箱240设置于所述第二管路340，且所述蓄冷箱240靠近所述第二交汇点202设置。所述蓄冷箱240用于收纳热量储存介质。

本申请实施例提供的所述能源综合利用系统10通过所述第一换热器210实现所述换热介质与氢气之间热量的传递。所述氢气吸收热量。所述氢气温度升高。所述换热介质吸收冷量后温度降低。所述换热介质通过所述第一阀门220分流至所述第二换热器230。所述第一鼓风机140用于使大气环境中的空气进入所述第二换热器230。在所述第二换热器230中，空气与所述换热介质换热。所述换热介质的温度升高。所述空气的温度降低。升温后的所述换热介质再回流至所述第一管路320。低温空气用于为所述驾驶室或舱室降温。所述能源综合利用系统10通过所述第一换热器210和所述第二换热器230实现了利用氢气的冷量为所述驾驶室或舱室112降温，同时利用大气环境中的空气为所述换热介质升温的功能。所述能源综合利用系统10实现了冷量和热量的综合利用，改善了运载工具整体的能耗。

此外，当所述第一管路320中的所述换热介质在经过所述第二换热器230后，所述换热介质的温度依旧较低。所述能源综合利用系统10通过关闭所述第二阀门310，并打开所述第三阀门330，使所述换热介质进入所述蓄冷箱240储存冷量，调节所述换热介质的温度，避免回流所述第二入口212的温度过低，影响所述燃料电池电堆100的效率，同时实现过剩冷量的暂存，待冷量不足时再释放。

所述燃料电池电堆100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和所述第二换热器230类型可以相同，也可以不同。所述第一换热器210优选为浸没式换热器。所述第二换热器230优选为风冷式换热器。

所述能源综合利用系统10通过所述第一换热器210实现氢气和换热介质的换热。所述换热介质在所述第一换热器210吸收冷量，温度降低。氢气在所述第一换热器210吸收热量，温度升高。

所述换热介质为冷却水或冷却液。所述换热介质优选为凝点较低、比热容较大的液体，可以为乙二醇型冷却液。

所述第一阀门220为三通比例调节阀。通过调节所述第一阀门220，可以调节所述第一阀门出口222和所述第二阀门出口223的换热介质的流量。所述第一阀门220起到分流的作用。从所述第一阀门出口222出来的所述换热介质在所述第二换热器220与空气进行热交换。所述换热介质的温度升高。所述空气的温度降低。低温的空气进入驾驶室或舱室112，使所述驾驶室或舱室112的温度降低。

温度升高的所述换热介质回流至所述第一管路320，与未进入所述第二换热器220的低温所述换热介质汇合。

通过所述第二阀门310和所述第三阀门330可以选择换热介质流通的管路。

如果汇合后的换热介质温度较低，且蓄冷箱内温度较高，则所述第二阀门310关闭，所述第三阀门330打开。所述换热介质在所述蓄冷箱240内部换热，冷量储存在所述蓄冷箱240内部。

如果汇合后的换热介质温度不低，则所述第二阀门310打开，所述第三阀门330关闭。所述换热介质之间回到所述第一换热器210内换热。

如果汇合后的换热介质温度较高，且蓄冷箱内温度较低，则所述第二阀门310关闭，所述第三阀门330打开。所述换热介质在所述蓄冷箱240内部换热，冷量从所述蓄冷箱240内部传递给换热介质，给换热介质降温。

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还包括第四阀门410和第三换热器420。

所述第四阀门410包括第四阀门入口411、第五阀门出口412和第六阀门出口413。所述第四阀门入口411和所述第五阀门出口412连接于所述第二管路340，且所述第三出口233连接于所述第二阀门出口223与所述第四阀门入口411之间。

所述第三换热器420包括第五入口421、第六入口422、第五出口423和第六出口424。所述第五入口421与所述第六阀门出口413连通。所述第五出口423连接于所述第一管路320，且所述第五出口423连接于所述第二阀门310和所述第二交汇点202之间。所述第六入口422用于与燃料电池电堆100的冷却水出口130连通。所述第六出口424用于与所述燃料电池电堆100的冷却水入口120连通。

所述第四阀门410为三通比例调节阀。所述第三换热器420优选为浸没式换热器。通过调节所述第四阀门410，可以调节所述第五阀门出口412和所述第六阀门出口413的换热介质的流量。所述第四阀门410起到分流的作用。从所述第六阀门出口413出来的所述换热介质在所述第三换热器420与温度较高的冷却水进行热交换。所述换热介质的温度升高。所述冷却水的温度降低。低温的所述冷却水回流至所述燃料电池电堆100，用于为所述燃料电池电堆100降温。

温度升高的所述换热介质回流至所述第一管路320。所述换热介质通过所述第二换热器230完成第一次升温，再通过所述第三换热器420完成第二升温。完成两次升温后的所述换热介质直接回流至所述第二阀门310与所述第二入口212之间的管路。

请参见图3，在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括第五阀门510和第四换热器520。

所述第五阀门510包括第五阀门入口511、第七阀门出口512和第八阀门出口513。所述第五阀门入口511和所述第七阀门出口512连接于所述第一管路320，且所述第五阀门入口511连接于所述第五阀门出口412与所述第一交汇点201之间。

所述第四换热器520包括第七入口521和第七出口522。所述第七入口521与所述第八阀门出口513连通。所述第七出口522连接于所述第二阀门310与所述第二交汇点202之间。所述第四换热器520用于为所述燃料电池电堆100的电流转换器160降温。

所述第五阀门510为三通比例调节阀。所述第四换热器520优选为浸没式换热器。通过调节所述第五阀门510，可以调节所述第七阀门出口512和所述第八阀门出口513的换热介质的流量。所述第五阀门510起到分流的作用。从所述第五阀门出口412出来的所述换热介质直接进入所述第五阀门入口511。所述换热介质一部分从所述第七阀门出口512流出，一部分所述第八阀门出口513流出。从所述第七阀门出口512流出的所述换热介质依旧在所述第一管道320内流动。从所述第八阀门出口513出来的所述换热介质在所述第四换热器520进行热交换，用于为所述电流转换器降温。升温后的所述换热介质直接回流至所述第二阀门310与所述第二入口212之间的管路。

在一个实施例中，所述第一阀门220、所述第四阀门410和所述第五阀门510均为比例调节阀，用于调节分流的流量。

请参见图4，在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括第五换热器610。

所述第五换热器610包括第九入口611、第十入口612、第九出口613和第十出口614。所述第九入口611用于与所述燃料电池电堆100的冷却水出口130连通。所述第九出口613与所述第六入口422连通。所述第十入口612用于与第二鼓风机150的出风口连通。所述第十出口614用于设置于所述驾驶室或舱室112，以使所述驾驶室或舱室112升温。

所述燃料电池电堆100的冷却水出口130处的冷却水温度较高。温度较高的冷却水通过所述第五换热器610为所述驾驶室或舱室112升温。所述冷却水降温。从所述第五换热器610出来的所述冷却水再通过所述第三换热器420与所述换热介质换热。所述冷却水的温度再次降低。

当所述驾驶室或舱室112不需要升温时，所述第十出口614的热气体直接排放至大气环境中。

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620。所述第一动力装置620设置于所述第一管路320，且连接于所述第二交汇点202和所述第二入口212之间。

所述第一动力装置620用于为所述换热介质提供动力，以保证化热介质在所述第一管路320和所述第二管路340内流动。

所述第一动力装置620可以为泵。

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710。所述第一加热装置710设置于所述第一管路320，且连接于所述第一动力装置620和所述第二入口212之间。当从所述第一加热装置210的出口214出来的换热介质的温度较低时，所述第一加热装置710用于为所述换热介质加热。所述第一加热装置710为加热器或加热丝。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括第一测温装置101。所述第一测温装置101设置于所述第一管路320，且连接于所述第一加热装置710和所述第二入口212之间，用于监测所述第二入口212的温度。所述第一测温装置101为温度传感器或测温仪。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括空调装置810。所述空调装置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与所述第四出口234连通。所述热风进口812与所述第十出口614连通。所述吹风口813用于向所述驾驶室或舱室112送风。所述排风口814用于与外部环境连通。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括第二加热装置720。所述第二加热装置720用于连接于所述第六出口424和所述燃料电池电堆100的冷却水入口120之间。当所述燃料电池电堆100冷启动时，所述冷却液的温度较低所述第二加热装置720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100的稳定性。所述第二加热装置720为加热器或加热丝。

在一个实施例中，所述能源综合利用系统10还包括第三加热装置730。所述第三加热装置730连接于所述第一出口213和所述燃料电池电堆100的氢气入口110之间。当经过所述第一换热器210的氢气的温度达不到预设温度时，所述第三加热装置730用于加热所述氢气。所述第三加热装置730为加热器或加热丝。

在一个实施例中，在所述第二入口212设置所述第一测温装置101，所述第一测温装置101用于监测所述第二入口212的换热介质的温度。

在一个实施例中，在所述冷却水入口120设置所述第二测温装置102，所述第二测温装置102用于监测所述冷却水入口120的冷却水的温度。

在一个实施例中，在所述驾驶室或舱室112设置所述第三测温装置103，所述第三测温装置103用于监测所述驾驶室或舱室112的温度。

在一个实施例中，在所述蓄冷箱240设置所述第四测温装置104，所述第四测温装置104用于监测所述蓄冷箱240的温度。

在一个实施例中，在所述氢气入口110设置所述第五测温装置105，所述第五测温装置105用于监测氢气的温度。

在一个实施例中，在所述第一阀门入口221设置所述第六测温装置106，所述第六测温装置106用于监测所述第一阀门入口221的换热介质的温度。

在一个实施例中，所述氢气入口110设置第六阀门170。所述第六阀门170用于调节进入所述氢气入口110的流量。

基于所述能源综合利用系统10，可以实现如下功能：

氢源冷能用于空调制冷：

所述第一鼓风机140打开。调节所述第一阀门220分配氢源换热介质经过和旁通所述第二换热器230的流量比例，从而调节氢源冷能用于空调制冷的比例。经过所述第二换热器230的氢源换热介质和旁通的氢源换热介质汇合后流向所述第四阀门410。当无需空调制冷时，氢源换热介质经所述第一阀门220全部旁通所述第二换热器230。大气环境中的空气由所述第一鼓风机140增压，经过所述第二换热器230冷却，进入所述空调装置810，进入驾驶室或舱室112。当驾驶室或舱室112温度低于设定值时，调节所述第一阀门220减少流经所述第二换热器230的氢源换热介质。当高于设定值时，调节所述第一阀门220增加流经所述第二换热器230的氢源换热介质。当调节所述第一阀门220使氢源换热介质全部流经所述第二换热器230仍不能满足驾驶室或舱室112的制冷需求时，启动所述空调装置810内部的蒸发器对经所述第二换热器230冷却后的空气进一步冷却，空调制冷功率根据驾驶室或舱室112的温度需求进行调节。

氢源冷能用于燃料电池电堆冷却液冷却：

调节所述第四阀门410分配氢源冷却介质经过和旁通所述第三换热器420的流量比例，从而调节氢源冷能用于燃料电池冷却液冷却的比例。经过所述第三换热器420的氢源换热介质换热升温后流向所述第二阀门310下游管段，旁通所述第三换热器420的氢源换热介质流向第五阀门510。当燃料电池电堆冷却液温度高于设定温度时，调节所述第四阀门410增加经过所述第三换热器420的氢源换热介质以增加用于冷却燃料电池冷却液的氢源冷能比例。当氢源换热介质经过所述第四阀门410全流量分配进入所述第三换热器420后燃料电池电堆冷却液温度仍高于设定温度时，启动并调节所述第二鼓风机150，大气环境中的空气经所述第二鼓风机150增压后，经冷却液所述第二换热器230加热后进入所述空调装置810，根据有无制热需求，通过切换所述空调装置810内部空气分配管路将加热后的空气排至驾驶室或舱室112(或舱室)或大气环境。

氢源冷能用于所述电流转换器160冷却：

调节第五阀门510分配氢源冷却介质经过和旁通所述第四换热器520的流量比例，从而调节氢源冷能用于所述电流转换器160冷却的比例。经过所述第四换热器520的氢源换热介质换热升温后流向所述第二阀门310下游管段，旁通所述第四换热器520的氢源换热介质流向所述第二阀门310和所述第三阀门330的上游管段。当所述电流转换器160温度高于设定温度时，调节第五阀门510增加经过所述第四换热器520的氢源换热介质以增加用于冷却所述电流转换器160的氢源冷能比例。当氢源换热介质经过第五阀门510全流量分配进入所述第四换热器520后所述电流转换器160温度仍高于设定温度时，开启并调节所述电流转换器160内部冷却系统。

过量氢源冷能的蓄存和释放：

氢源冷能在满足所述空调装置810制冷、燃料电池冷却液冷却、所述电流转换器160冷却后仍有剩余，剩余的氢源冷能由氢源冷却介质经第五阀门510旁通后进入所述第二阀门310和所述第三阀门330的上游管段，开启所述第三阀门330，关闭所述第二阀门310，氢源冷却介质进入所述蓄冷箱240，在所述蓄冷箱240内换热后汇入所述第二阀门310下游管段，然后进入第一换热器210。当所述蓄冷箱240温度达到蓄冷饱和温度时，关闭所述第三阀门330，开启所述第二阀门310，氢源冷却介质直接经由所述第二阀门310进入第一换热器210。当氢源冷能的需求上升到一定水平后，再开启所述第三阀门330，关闭所述第二阀门310，在所述蓄冷箱240内换热将蓄存的冷能带出然后汇入所述第二阀门310下游管段，然后进入第一换热器210。此功能可改善冷启动、燃料电池功率突变时导致的冷能过剩流失和冷能需求突增而暂时无法满足的现象。

冷却液余热用于所述空调装置810制热：

所述第二鼓风机150打开，大气环境中的空气经所述第二鼓风机150增压后，经冷却液所述第二换热器230加热，进入所述空调装置810，由所述空调装置810内部的空气分配管路进入驾驶室或舱室112。当驾驶室或舱室112温度低于设定值且燃料电池冷却液温度低于需求上限时，调节所述第四阀门410减少流经所述第三换热器420的氢源换热介质。当氢源冷却液全部经所述第四阀门410旁通所述第三换热器420，而驾驶室或舱室112温度仍低于设定值时，启动所述空调装置810内部的制热功能，以对经冷却液所述第二换热器230加热后的空气进一步升温。升温的空气进入驾驶室或舱室112。当所述空调装置810未启动制热功能的情况下驾驶室或舱室112温度仍高于设定值且燃料电池冷却液温度高于需求下限时，调节所述空调装置810内部的空气分配管路，将多余的制热空气经所述空调装置810直接排至大气环境。

应该理解的是，虽然以各个步骤执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

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)，包括第一入口(211)、第二入口(212)、第一出口(213)和第二出口(214)，所述第一入口(211)用于与氢源(111)连通，所述第一出口(213)用于与燃料电池电堆(100)的氢气入口(110)连通；

第一管路(320)，所述第一管路(320)的一端与所述第二入口(212)连接，所述第一管路(320)的另一端与所述第二出口(214)连接，所述第一管路(320)用于流通换热介质；

第一阀门(220)，所述第一阀门(220)设置于所述第一管路(320)，所述第一阀门(220)包括第一阀门入口(221)、第一阀门出口(222)和第二阀门出口(223)，所述第一阀门入口(221)和第二阀门出口(223)与所述第一管路(320)连接；

第二换热器(230)，包括第三入口(231)、第四入口(232)、第三出口(233)和第四出口(234)，所述第三入口(231)与所述第一阀门出口(222)连通，所述第四入口(232)用于与第一鼓风机(140)的出风口连通，所述第四出口(234)用于设置于驾驶室或舱室(112)，以使所述驾驶室或舱室(112)降温；

第二阀门(310)，所述第二阀门(310)设置于所述第一管路(320)，且所述第二阀门(310)连接于所述第三出口(233)与所述第二入口(212)之间；

第二管路(340)，所述第二管路(340)并联连接于所述第一管路(320)，且所述第二管路(340)的两端与所述第一管路(320)分别于第一交汇点(201)和第二交汇点(202)连接，所述第一交汇点(201)设置于所述第三出口(233)和所述第二阀门(310)之间，所述第二交汇点(202)设置于所述第二阀门(310)与所述第二入口(212)之间，所述第二管路(340)用于流通所述换热介质；

第三阀门(330)，所述第三阀门(330)设置于所述第二管路(340)；

蓄冷箱(240)，所述蓄冷箱(240)设置于所述第二管路(340)，且所述蓄冷箱(240)靠近所述第二交汇点(202)设置，所述蓄冷箱(240)用于收纳热量储存介质。

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：

第四阀门(410)，包括第四阀门入口(411)、第五阀门出口(412)和第六阀门出口(413)，所述第四阀门入口(411)和所述第五阀门出口(412)连接于所述第一管路(320)，且所述第三出口(233)连接于所述第二阀门出口(223)与所述第四阀门入口(411)之间；

第三换热器(420)，包括第五入口(421)、第六入口(422)、第五出口(423)和第六出口(424)，所述第五入口(421)与所述第六阀门出口(413)连通，所述第五出口(423)连接于所述第一管路(320)，且所述第五出口(423)连接于所述第二阀门(310)和所述第二交汇点(202)之间，所述第六入口(422)用于与燃料电池电堆(100)的冷却水出口(130)连通，所述第六出口(424)用于与所述燃料电池电堆(100)的冷却水入口(120)连通。

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：

第五阀门(510)，所述第五阀门(510)包括第五阀门入口(511)、第七阀门出口(512)和第八阀门出口(513)，所述第五阀门入口(511)和所述第七阀门出口(512)连接于所述第一管路(320)，且所述第五阀门入口(511)连接于所述第五阀门出口(412)与所述第一交汇点(201)之间；

第四换热器(520)，包括第七入口(521)和第七出口(522)，所述第七入口(521)与所述第八阀门出口(513)连通，所述第七出口(522)连接于所述第二阀门(310)与所述第二交汇点(202)之间，所述第四换热器(520)用于为所述燃料电池电堆(100)的电流转换器(160)降温。

4.如权利要求3所述的能源综合利用系统，其特征在于，所述第一阀门(220)、所述第四阀门(410)和所述第五阀门(510)均为比例调节阀。

5.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：

第五换热器(610)，包括第九入口(611)、第十入口(612)、第九出口(613)和第十出口(614)，所述第九入口(611)用于与所述燃料电池电堆(100)的冷却水出口(130)连通，所述第九出口(613)与所述第六入口(422)连通，所述第十入口(612)用于与第二鼓风机(150)的出风口连通，所述第十出口(614)用于连接于所述驾驶室或舱室(112)，以使所述驾驶室或舱室(112)升温。

6.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：

第一动力装置(620)，设置于所述第一管路(320)，且连接于所述第二交汇点(202)和所述第二入口(212)之间。

7.如权利要求6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(710)，设置于所述第一管路(320)，且连接于所述第一动力装置(620)和所述第二入口(212)之间。

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：

第一测温装置(101)，设置于所述第一管路(320)，且连接于所述第一加热装置(710)和所述第二入口(212)之间。

9.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：

空调装置(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)与所述第四出口(234)连通，所述热风进口(812)与所述第十出口(614)连通，所述吹风口(813)用于向所述驾驶室或舱室(112)送风，所述排风口(814)用于与外部环境连通。

10.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：

第二加热装置(720)，用于连接于所述第六出口(424)和所述燃料电池电堆(100)的冷却水入口(120)之间。

11.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：

第三加热装置(730)，连接于所述第一出口(213)和所述燃料电池电堆(100)的氢气入口(110)之间。

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