CN112054228A - 一种氢燃料电池总成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氢燃料电池技术领域，且公开了一种氢燃料电池总成系统，包括以下装置：燃料电池模块、供氢模块、供氧模块和冷却模块，所述燃料电池模块为燃料电池系统主机，且燃料电池系统主机的内部含有KW燃料电池模块，所述供氢模块包括喷嘴阀、引射泵、冷凝器、电堆排氮阀和排水阀，喷嘴阀与引射泵相连接，引射泵与冷凝器相连接，冷凝器分别与电堆排氮阀和排水阀相连接，所述供氧模块包括混排装置、节气门、增湿器、中冷器、空压机、空气流量计和过滤器。该氢燃料电池总成系统，具备冷却效果好等优点，解决了氢燃料电池效率变高也将意味着其工作时产生的热量也将变多，普通的冷却难以满足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体为一种氢燃料电池总成系统。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧或储能方式，最典型的传统后备电源方案，燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物，如上所述，燃料电池只会产生水和热，如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
根据中国专利公开号为CN201610736525.0提出的一种模块化氢燃料电池系统，该模块化氢燃料电池系统具有良好的抗冲击性能和稳定性，为适应市场环境，氢燃料电池的工作效率在不断的提高，氢燃料电池效率变高也将意味着其工作时产生的热量也将变多，普通的冷却难以满足，氢燃料电池的散热对氢燃料电池的安全性以及质量起到至关重要的作用，故而提出一种氢燃料电池总成系统解决上述所提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种氢燃料电池总成系统，具备冷却效果好等优点，解决了氢燃料电池效率变高也将意味着其工作时产生的热量也将变多，普通的冷却难以满足的问题。
(二)技术方案
为实现上述冷却效果好的目的，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池总成系统，包括以下装置：燃料电池模块、供氢模块、供氧模块和冷却模块。
优选的，所述燃料电池模块为燃料电池系统主机，且燃料电池系统主机的内部含有60KW燃料电池模块。
优选的，所述供氢模块包括喷嘴阀、引射泵、冷凝器、电堆排氮阀和排水阀，喷嘴阀与引射泵相连接，引射泵与冷凝器相连接，冷凝器分别与电堆排氮阀和排水阀相连接。
优选的，所述供氧模块包括混排装置、节气门、增湿器、中冷器、空压机、空气流量计和过滤器，增湿器分别与节气门和中冷器相连接，节气门与混排装置相连接，中冷器与空压机相连接，空压机与空气流量计相连接，空气流量计与过滤器相连接。
优选的，所述冷却模块包括水箱、去离子仪、节温器、加热器、散热器和循环水泵，循环水泵分别与加湿器和散热器相连接，加湿器与节温器相连接，散热器分别与节温器和去离子仪箱连接，去离子仪与水箱相连接。
优选的，所述燃料电池模块与引射泵相连通，且电堆排氮阀和排水阀均与混排装置相连接。
优选的，所述增湿器与燃料电池模块双向连接，且燃料电池模块与过滤器连接。
优选的，所述中冷器与水箱双向连接，且水箱的内部安装有水位传感器，中冷器与循环水泵连接。
优选的，所述燃料电池模块与水箱相连接，节温器与燃料电池模块相连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种氢燃料电池总成系统，具备以下有益效果：
1、该氢燃料电池总成系统，通过喷嘴阀进入氢气，氢气经过引射泵为燃料电池模块提供氢气，燃料电池模块的部分氢气通过冷凝器冷凝后从新回到引射泵二次利用，废气通过电堆排氮阀和排水阀从混排装置排出，形成完整的供氢系统，并能够对氢气进行冷凝二次利用，同时模块中，空气通过过滤器进入到空气流量计，再经过空压机压缩输送至中冷器，中冷器将空气降温，并传输至增湿器再传输至燃料电池模块，对供入燃料电池模块的氧气进行降温，起到对燃料电池模块良好的降温效果，达到对氢燃料电池的高效散热降温的目的。
2、该氢燃料电池总成系统，通过燃料电池模块内部的气体传输至过滤器对其气体进行二次过滤利用，水箱内部的水输送至中冷器，对水进行降温冷却，经过降温冷却处理的水部分被输送至燃料电池模块对燃料电池模块进行降温冷却，部分被输送至水箱留以备用，同时循环水泵抽取被中冷器降温冷却的水，并分别输送至加热器与散热器，加热器的水和散热器的水将输送至节温器进行混合至合适温度，供与燃料电池模块使用，散热器的水也会传输至去离子仪，产生去离子水，去离子水指除去了呈离子形式杂质后的纯水，国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质，”如今的工艺主要采用RO反渗透的方法制取，应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，将去离子水送至水箱备用，形成完整的冷却模块，辅助供氢模块与供氧模块的冷却与工作并产生去离子水，以达到对燃料电池模块控温的目的。
附图说明
图1为本发明提出的一种氢燃料电池总成系统结构示意图。
图中：1、燃料电池模块；2、供氢模块；3、供氧模块；4、冷却模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供如下技术方案：一种氢燃料电池总成系统，包括以下装置：燃料电池模块1、燃料电池模块1为燃料电池系统主机，且燃料电池系统主机的内部含有60KW燃料电池模块，供氢模块2、供氢模块2包括喷嘴阀、引射泵、冷凝器、电堆排氮阀和排水阀，喷嘴阀与引射泵相连接，引射泵与冷凝器相连接，冷凝器分别与电堆排氮阀和排水阀相连接，供氧模块3和冷却模块4，供氧模块3包括混排装置、节气门、增湿器、中冷器、空压机、空气流量计和过滤器，增湿器分别与节气门和中冷器相连接，节气门与混排装置相连接，中冷器与空压机相连接，空压机与空气流量计相连接，空气流量计与过滤器相连接，冷却模块4包括水箱、去离子仪、节温器、加热器、散热器和循环水泵，循环水泵分别与加湿器和散热器相连接，加湿器与节温器相连接，散热器分别与节温器和去离子仪箱连接，去离子仪与水箱相连接，燃料电池模块1与引射泵相连通，且电堆排氮阀和排水阀均与混排装置相连接，增湿器与燃料电池模块1双向连接，且燃料电池模块1与过滤器连接，中冷器与水箱双向连接，且水箱的内部安装有水位传感器，中冷器与循环水泵连接，燃料电池模块1与水箱相连接，节温器与燃料电池模块1相连接，通过喷嘴阀进入氢气，氢气经过引射泵为燃料电池模块1提供氢气，燃料电池模块1的部分氢气通过冷凝器冷凝后从新回到引射泵二次利用，废气通过电堆排氮阀和排水阀从混排装置排出，形成完整的供氢系统，并能够对氢气进行冷凝二次利用，同时模块中，空气通过过滤器进入到空气流量计，再经过空压机压缩输送至中冷器，中冷器将空气降温，并传输至增湿器再传输至燃料电池模块1，对供入燃料电池模块1的氧气进行降温，起到对燃料电池模块1良好的降温效果，达到对氢燃料电池的高效散热降温的目的，通过燃料电池模块1内部的气体传输至过滤器对其气体进行二次过滤利用，水箱内部的水输送至中冷器，对水进行降温冷却，经过降温冷却处理的水部分被输送至燃料电池模块1对燃料电池模块1进行降温冷却，部分被输送至水箱留以备用，同时循环水泵抽取被中冷器降温冷却的水，并分别输送至加热器与散热器，加热器的水和散热器的水将输送至节温器进行混合至合适温度，供与燃料电池模块1使用，散热器的水也会传输至去离子仪，产生去离子水，去离子水指除去了呈离子形式杂质后的纯水，国际标准化组织ISO/TC147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质，”如今的工艺主要采用RO反渗透的方法制取，应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，将去离子水送至水箱备用，形成完整的冷却模块4，辅助供氢模块2与供氧模块3的冷却与工作并产生去离子水，以达到对燃料电池模块1控温的目的。
综上所述，该氢燃料电池总成系统，通过喷嘴阀进入氢气，氢气经过引射泵为燃料电池模块1提供氢气，燃料电池模块1的部分氢气通过冷凝器冷凝后从新回到引射泵二次利用，废气通过电堆排氮阀和排水阀从混排装置排出，形成完整的供氢系统，并能够对氢气进行冷凝二次利用，同时模块中，空气通过过滤器进入到空气流量计，再经过空压机压缩输送至中冷器，中冷器将空气降温，并传输至增湿器再传输至燃料电池模块1，对供入燃料电池模块1的氧气进行降温，起到对燃料电池模块1良好的降温效果，达到对氢燃料电池的高效散热降温的目的。
并且，该氢燃料电池总成系统，通过燃料电池模块1内部的气体传输至过滤器对其气体进行二次过滤利用，水箱内部的水输送至中冷器，对水进行降温冷却，经过降温冷却处理的水部分被输送至燃料电池模块1对燃料电池模块1进行降温冷却，部分被输送至水箱留以备用，同时循环水泵抽取被中冷器降温冷却的水，并分别输送至加热器与散热器，加热器的水和散热器的水将输送至节温器进行混合至合适温度，供与燃料电池模块1使用，散热器的水也会传输至去离子仪，产生去离子水，去离子水指除去了呈离子形式杂质后的纯水，国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质，”如今的工艺主要采用RO反渗透的方法制取，应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，将去离子水送至水箱备用，形成完整的冷却模块4，辅助供氢模块2与供氧模块3的冷却与工作并产生去离子水，以达到对燃料电池模块1控温的目的，解决了氢燃料电池效率变高也将意味着其工作时产生的热量也将变多，普通的冷却难以满足的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种氢燃料电池总成系统，其特征在于，包括以下装置：燃料电池模块(1)、供氢模块(2)、供氧模块(3)和冷却模块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述燃料电池模块(1)为燃料电池系统主机，且燃料电池系统主机的内部含有60KW燃料电池模块。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述供氢模块(2)包括喷嘴阀、引射泵、冷凝器、电堆排氮阀和排水阀，喷嘴阀与引射泵相连接，引射泵与冷凝器相连接，冷凝器分别与电堆排氮阀和排水阀相连接。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述供氧模块(3)包括混排装置、节气门、增湿器、中冷器、空压机、空气流量计和过滤器，增湿器分别与节气门和中冷器相连接，节气门与混排装置相连接，中冷器与空压机相连接，空压机与空气流量计相连接，空气流量计与过滤器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述冷却模块(4)包括水箱、去离子仪、节温器、加热器、散热器和循环水泵，循环水泵分别与加湿器和散热器相连接，加湿器与节温器相连接，散热器分别与节温器和去离子仪箱连接，去离子仪与水箱相连接。
6.根据权利要求1、3或4所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述燃料电池模块(1)与引射泵相连通，且电堆排氮阀和排水阀均与混排装置相连接。
7.根据权利要求1或4所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述增湿器与燃料电池模块(1)双向连接，且燃料电池模块(1)与过滤器连接。
8.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述中冷器与水箱双向连接，且水箱的内部安装有水位传感器，中冷器与循环水泵连接。
9.根据权利要求5或8所述的一种氢燃料电池总成系统，其特征在于：所述燃料电池模块(1)与水箱相连接，节温器与燃料电池模块(1)相连接。
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