CN114583231A - 一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法。燃料电池的冷热电三联供系统包括燃料电池模块、第一阀体、制冷循环模块、余热回收模块和第二阀体。燃烧室内燃烧未反应的氢气与空气并产生高温气体。冷却循环单元内的冷却水对电堆进行冷却降温，并进行供暖。第一阀体调节进入燃烧室和返回电堆的氢气流量。制冷循环模块利用燃烧室内产生的高温气体进行制冷。余热回收模块利用燃烧室内产生的高温气体产生电能并供暖。第二阀体调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量。燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法，通过调节第一阀体和第二阀体实现了燃料电池的冷热电三联供和燃料电池的余热的梯级利用。

Description

一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法。

背景技术

氢燃料电池汽车是汽车发动机通过氢气与氧气发生化学反应产生电能驱动，产生电能的同时产生的余热可作为车用供热继而形成联供系统。

目前，车用氢燃料电池系统在正常工况条件下的排气温度不高，无法满足车用制冷系统的运行负荷，使得无法形成基于氢燃料的冷热电三联供系统。而且，对于氢燃料电池产生的余热利用率较低，不利于降低氢燃料电池的能耗。

因此，需要一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池的冷热电三联供系统及工作方法，以实现了基于氢燃料电池的冷热电三联供，同时实现燃料电池的余热的回收和梯级利用。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种燃料电池的冷热电三联供系统，包括：

燃料电池模块，包括电堆、燃烧室以及冷却循环单元；所述电堆的氢气出口和空气出口分别与所述燃烧室连通，以将所述电堆内未反应的氢气与空气送入所述燃烧室内燃烧并产生高温气体；所述冷却循环单元内的冷却水用于对所述电堆进行冷却降温，并能够进行供暖；

第一阀体，被配置为能够调节进入所述燃烧室和返回所述电堆的氢气流量；

制冷循环模块，被配置为能够利用所述燃烧室内产生的高温气体进行制冷；

余热回收模块，被配置为能够利用所述燃烧室内产生的高温气体产生电能并供暖；以及

第二阀体，被配置为能够调节进入所述制冷循环模块和所述余热回收模块的高温气体的流量。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述冷却循环单元包括：

水箱，用于存储所述冷却水；以及

第一散热器，所述水箱的出口与所述第一散热器连通，所述冷却水通过所述第一散热器进行散热或供暖，并对所述电堆进行冷却降温后流回所述水箱内。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述燃料电池模块还包括：

燃料预热器，与所述电堆的氢气入口连通，所述燃料预热器用于对氢气进行加温加压；以及

第一换热器和第二换热器，所述第一换热器、所述电堆、所述第二换热器以及所述燃料预热器沿冷却水的流动方向依次布置于所述第一散热器的后端；所述燃烧室内产生的高温气体通过所述第一换热器对冷却前的冷却水加热升温，并通过所述第二换热器对冷却后的冷却水加热升温，以使冷却水能够对所述燃料预热器进行加热。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述燃料电池模块还包括：

空气预热器，与所述电堆的空气入口连通，所述空气预热器用于对空气进行加温加压；所述第一换热器、所述第二换热器、所述空气预热器与所述第二阀体沿高温气体的流动方向依次布置，以使所述燃烧室内产生的高温气体对所述空气预热器进行加热后流入所述制冷循环模块和/或所述余热回收模块内。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，燃料电池模块还包括：

第一过滤器和第二过滤器，所述电堆的氢气出口通过所述第一过滤器与所述第一阀体连通；所述电堆内未反应的氢气能够依次通过所述第一阀体与所述燃料预热器后返回所述电堆内；所述电堆的空气出口通过所述第二过滤器与所述燃烧室连通。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述第一过滤器与所述第二过滤器与所述水箱连通。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述余热回收模块包括：

膨胀机，被配置为能够利用所述燃烧室内产生的高温气体做功产生电能；以及

第二散热器，所述膨胀机的尾气通过所述第二散热器进行散热或供暖。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述余热回收模块还包括：

储能电池，用于储存所述膨胀机产生的电能。

作为所述燃料电池的冷热电三联供系统的可选方案，所述制冷循环模块为单效溴化锂吸收式制冷机。

一种上述的燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括如下步骤：

通过调节所述第一阀体，所述电堆内未反应的全部氢气通过所述第一阀体返回所述电堆内，所述冷却循环单元内的冷却水对所述电堆降温后进行散热或供暖；

通过调节所述第一阀体，所述电堆内未反应的一部分氢气通过所述第一阀体返回所述电堆内，未反应的另一部分氢气进入所述燃烧室内产生高温气体；

通过调节所述第二阀体控制进入所述制冷循环模块和所述余热回收模块内的高温气体的流量，所述制冷循环模块进行制冷，所述余热回收模块产生电能；或者，通过调节所述第二阀体控制所述燃烧室内产生的高温气体全部进入所述余热回收模块内，所述余热回收模块产生电能并进行散热或供暖。

本发明的有益效果为：

本发明提出的燃料电池的冷热电三联供系统，在电堆内未发生反应的部分氢气和空气进行入燃烧室内燃烧并产生余热(高温气体)，制冷循环模块利用高温气体进行制冷，余热回收模块利用高温气体产生电能并供暖，实现了冷热电三联供。根据冷热电的实际使用需求，通过第一阀体调节进入燃烧室内的氢气的流量，并通过第二阀体调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量，使得燃烧室排出的高温气体的能量能够实现梯级利用，提高了燃料电池的能量利用率。

本发明提出的燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法，通过第一阀体调节进入燃烧室内的氢气的流量，并通过第二阀体调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量，使得燃烧室排出的高温气体的热量能够实现梯级利用，提高了燃料电池的能量利用率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的燃料电池的冷热电三联供系统的结构分布示意图；

图2是本发明实施例提供的燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法的流程图。

图中部件名称和标号如下：

1、电堆；2、燃烧室；3、第一阀体；4、第二阀体；5、水箱；6、第一散热器；7、第一风扇；8、燃料预热器；9、第一换热器；10、第二换热器；11、空气预热器；12、氢气罐；13、空气压缩机；14、第一过滤器；15、第二过滤器；16、发生器；17、冷凝器；18、第一节流阀；19、蒸发器；20、吸收器；21、工质循环泵；22、第三换热器；23、第二节流阀；24、膨胀机；25、第二散热器；26、储能电池；27、第二风扇。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例公开了一种燃料电池的冷热电三联供系统，主要应用于电动车上。当然，还可以应用于电动货车等其他车辆或相关机械设备中，在此不作具体限定。

如图1所示，燃料电池的冷热电三联供系统包括燃料电池模块，该燃料电池模块包括氢气罐12、空气压缩机13、燃料预热器8、空气预热器11、电堆1、燃烧室2以及冷却循环单元。具体地，氢气罐12的出口与燃料预热器8连通，燃料预热器8与电堆1的氢气入口连通，使得氢气罐12内存储的氢气进入燃料预热器8，氢气在燃料预热器8内加温加压后，通过电堆1阳极侧的氢气入口进入电堆1。空气压缩机13的出口与空气预热器11连通，空气预热器11与电堆1的空气入口连通，使得空气压缩机13压缩的空气进入空气预热器11内，空气在空气预热器11内加温加压后，通过电堆1阳极侧的空气入口进入电堆1内。空气和氢气在电堆1内发生电化学反应并产生电能，电能通过DC/DC转换器后作为驱动电动车的动力源。

为了提升燃料电池的排气温度，电堆1的氢气出口和空气出口分别与燃烧室2连通，以将电堆1内未反应的氢气与空气送入燃烧室2内燃烧并产生高温气体。通过将电堆1内未发生反应的部分氢气和空气通入燃烧室2内燃烧，以产生大量的高温气体(温度约为570℃～1430℃之间)，以满足车内空调的制冷需求。

在电堆1工作过程中，通过冷却循环单元内的冷却水对电堆1进行冷却降温，以使电堆1保持稳定的温度。同时，当车内供暖要求较低时，冷却循环单元内对电堆1进行冷却降温后的冷却水散发的热量能够进行供暖，以充分利用电堆1产生的热量，提高燃料电池的能量利用率。

如图1所示，燃料电池的冷热电三联供系统还包括第一阀体3、制冷循环模块、余热回收模块和第二阀体4。制冷循环模块能够利用燃烧室2内产生的高温气体进行制冷，余热回收模块能够利用燃烧室2内产生的高温气体产生电能并供暖。第一阀体3能够调节进入燃烧室2和返回电堆1的氢气流量。第二阀体4能够调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量。

通过制冷循环模块利用高温气体进行制冷，余热回收模块利用高温气体产生电能并供暖，实现了基基于氢燃料电池的冷热电三联供。根据电动车的冷热电的实际使用需求，通过第一阀体3调节进入燃烧室2内的氢气的流量，并通过第二阀体4调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量，使得燃烧室2内高温气体的能量能够实现梯级利用，提高了燃料电池的能量利用率。

需要注意的是，从电堆1的阴极侧的氢气出口出来的氢气和空气出口出来的空气湿度较大，需要进行脱水处理。因此，燃料电池模块还包括第一过滤器14和第二过滤器15，电堆1的氢气出口通过第一过滤器14与第一阀体3连通。本实施例的第一阀体3为三通阀，电堆1内未反应的氢气能够依次通过第一阀体3与燃料预热器8后返回电堆1内，或者部分未反应的氢气能够通过第一阀体3进入燃烧室2内。电堆1阴极侧的空气出口通过第二过滤器15与燃烧室2连通，使得电堆1内未反应的空气通过第二过滤器15脱水处理后直接进入燃烧室2内。

可以理解的是，经过第一过滤器14后的氢气湿度依然高于氢气罐12内的氢气湿度，使得回流的氢气通过燃料预热器8后且在返回电堆1之前实现了预加湿，有利于提高氢气在电堆1内的化学反应程度，能够进一步提高电堆1的输出效率。

如图1所示，冷却循环单元包括水箱5、第一散热器6和第一风扇7。水箱5用于存储冷却水。水箱5的出口与第一散热器6连通，冷却水通过第一散热器6进行散热或供暖，并对电堆1进行冷却降温后流回水箱5内。第一风扇7安装于第一散热器6的一侧，使得第一风扇7能够将第一散热器6散发的热量快速导入车外，提高散热效率。当使用第一散热器6进行车内供暖时，第一风扇7能够将第一散热器6散发的热量快速导入车内，保证良好的供暖效果。

优选地，第一过滤器14与第二过滤器15与水箱5连通，以将第一过滤器14与第二过滤器15内产生的过滤水排入水箱5内，能够补充水箱5内冷却水的消耗。

本实施例的制冷循环模块为单效溴化锂吸收式制冷机，由于单效溴化锂吸收式制冷机所需热源的排气温度为85℃～95℃即可，与燃烧室2产生的高温气体相差加大，为了实现对燃烧室2产生的高温气体的能量实现梯级利用，避免能量浪费，燃料电池模块还包括第一换热器9和第二换热器10，第一换热器9、电堆1、第二换热器10以及燃料预热器8沿冷却水的流动方向依次布置于第一散热器6的后端。燃烧室2内产生的高温气体通过第一换热器9对冷却前的冷却水加热升温，并通过第二换热器10对冷却后的冷却水加热升温，以使冷却水能够对燃料预热器8进行加热。

由于冷却水经过第一散热器6后温度降低，过低的冷却水容易带走电堆1过多的热量，影响电堆1的正常工作。因此，燃烧室2内产生的高温气体通过第一换热器9对冷却水进行第一次加热升温。在冷却水对电堆1冷却后，燃烧室2内产生的高温气体通过第二换热器10对冷却水进行第二次加热升温，进一步提高冷却水的温度，使得冷却水能够对燃料预热器8进行预加热，从而在充分利用燃烧室2内产生的高温气体的能量的同时，减少了燃料预热器8本身的能耗。

需要注意的是，由于氢气循环的回流点在燃料预热器8之前，使得从第一阀体3回流的较高温度的氢气能够与氢气罐12内的氢气共同进入燃料预热器8内，提高了混合后氢气的温度，降低了冷却循环单元的预热负荷。

如图1所示，第一换热器9、第二换热器10、空气预热器11与第二阀体4沿高温气体的流动方向依次布置，以使燃烧室2内产生的高温气体对空气预热器11进行加热后流入制冷循环模块和/或余热回收模块内。

当燃烧室2内产生的高温气体经过第二换热器10后，高温气体的温度依然较高，为了避免高温气体的能量浪费，高温气体继续对空气预热器11进行预加热，从而在充分利用然后燃烧室2内产生的高温气体的能量的同时，减少了空气预热器11本身的能耗。

本实施例的燃烧室2内产生的高温气体能够对冷却水进行两次加热升温，并对燃料预热器8和空气预热器11分别进行预加热，实现了对高温气体能量的梯级利用，极大地减少了能量损耗，实现了能量利用效率的最大化。

需要说明的是，燃烧室2内产生的高温气体经过第二阀体4后的温度约为85℃～95℃，可以满足单效溴化锂吸收式制冷机的制冷需求。由于单效溴化锂吸收式制冷机为独立式的压缩机空调，能够免受汽车发动机工作的影响。

具体地，第二阀体4为三通阀，燃烧室2内产生的高温气体的一部分能够通过第二阀体4进入单效溴化锂吸收式制冷机，该部分的高温气体作为热源使得单效溴化锂吸收式制冷机制冷，从而满足车内的制冷需求。且从单效溴化锂吸收式制冷机排出的尾气能够与另一部分燃烧室2内产生的高温气体混合共同进入余热回收模块中。

本实施例的单效溴化锂吸收式制冷机包括发生器16、冷凝器17、第一节流阀18、蒸发器19、吸收器20、工质循环泵21、第三换热器22以及第二节流阀23。在发生器16中，吸收热源(燃烧室2内产生的高温气体)对发生器16内的溴化锂溶液进行加热，将冷却介质(溴化锂)蒸发出来，冷却介质进入冷凝器17后由气态液化成液态，液态的冷却介质进入蒸发器19后对周围环境进行冷却进而达到制冷的目的。冷却介质随后在蒸发器19内被吸收成为稀溶液，吸收器20内的稀溶液与发生器16内的浓溶液在第三换热器22内可进行热量的传递，进而提高稀溶液的温度，工质循环泵21驱动稀溶液进入发生器16内，并与浓溶液进行混合，由此完成发生-冷凝-蒸发-吸收的制冷循环。单效溴化锂吸收式制冷机利用燃烧室2内产生的高温气体对，实现了能量的梯级利用，进一步提高了能量利用效率。

如图1所示，第一节流阀18安装于冷凝器17与蒸发器19之间，以控制冷却介质进入蒸发器19的流量，第二节流阀23安装于吸收器20与第三换热器22之间，以控制从发生器16进入吸收器20的浓溶液的流量。由于单效溴化锂吸收式制冷机为制冷空调领域内成熟的产品，对其具体的工作原理不再进行赘述。

如图1所示，余热回收模块包括膨胀机24、储能电池26、第二散热器25和第二风扇27。膨胀机24能够利用燃烧室2内产生的高温气体做功产生电能。膨胀机24产生的尾气通过第二散热器25进行散热或供暖。储能电池26用于储存膨胀机24产生的电能。

当单效溴化锂吸收式制冷机排出的尾气与部分燃烧室2内产生的高温气体混合后进入膨胀机24内，膨胀机24利用该混合的高温气体做功产生的电能经过DC/DC转换器后存储于储能电池26内。该储能电池26可以为锂电池，作为燃料电池模块未启动时的电源，为车内灯光等耗电部件供电。当关闭制冷循环模块，燃烧室2内产生的高温气体全部进入膨胀机24内做功时产生的电能可以作为辅助动力源驱动电动车。膨胀机24做功产生的尾气经过第二散热器25散热，第二风扇27安装于第二散热器25的一侧，使得第二风扇27能够将第二散热器25散发的热量快速导入车外，提高散热效率。当使用第二散热器25进行车内供暖时，第二风扇27能够将第二散热器25散发的热量快速导入车内，保证良好的供暖效果。

为了便于理解，如图2所示，本实施例还公开了一种上述的燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法，工作方法包括如下步骤：

通过调节第一阀体3，使电堆1内未反应的全部氢气通过第一阀体3返回电堆1内，冷却循环单元内的冷却水对电堆1降温后进行散热或供暖。

通过调节第一阀体3，使电堆1内未反应的一部分氢气通过第一阀体3返回电堆1内，未反应的另一部分氢气进入燃烧室2内产生高温气体。

通过调节第二阀体4控制进入制冷循环模块和余热回收模块内的高温气体的流量，以使制冷循环模块进行制冷，余热回收模块产生电能。或者，通过调节第二阀体4控制燃烧室2内产生的高温气体全部进入余热回收模块内，以使余热回收模块产生电能并进行散热或供暖。

具体地，根据实际情况通过调节第一阀体3和第二阀体4实现燃料电池的冷热电三联供。本实施例的燃料电池的冷热电三联供系统的供暖档位设置有三个，当不开启车内供暖/空调系统，或供暖/空调负荷较小时。通过调节第一阀体3，使得经过第一阀体3的未反应的氢气全部经过燃料预热器8后返回电堆1内，燃烧室2不工作。此时，制冷循环模块中的第一散热器6能够为车内提供小功率供暖，供暖功率约为0.5Kw，供暖档位为一档。

通过调节第二阀体4，使得燃烧室2内产生的高温气体的一部分能够通过第二阀体4进入单效溴化锂吸收式制冷机，以使单效溴化锂吸收式制冷机制冷，制冷系数在50％左右，从而满足车内的制冷需求。从单效溴化锂吸收式制冷机排出的尾气能够与另一部分燃烧室2内产生的高温气体混合共同进入膨胀机24，膨胀机24做功产生的电能经过DC/DC转换器后存储于储能电池26，为车内灯光等耗电部件供电。膨胀机24做功产生的尾气能量较低，经过第二散热器25散热，能够保证车内良好的供暖效果。此时，余热回收模块中的第二散热器25能够为车内供暖，供暖功率约为1Kw，供暖档位为二档。

对于寒冷环境下，车内供暖需求较大时，调节第一阀体3，增加进入燃烧室2内的氢气流量，同时调节第二阀体4，关闭制冷循环模块，燃烧室2内产生的高温气体全部进入余热回收模块内。膨胀机24内做功时产生的电能可以作为辅助动力源驱动电动车。膨胀机24做功产生的尾气能量较高，经过第二散热器25散热，第二风扇27能够将第二散热器25散发的热量快速导入车内，保证良好的供暖效果。此时，余热回收模块中的第二散热器25能够为车内供暖，供暖功率约为2Kw～2.5Kw，供暖档位为三档。

通过计算可以得到，当第一阀体3将未反应的氢气的回流量与氢气的燃烧量的分流比为19：1时(即燃烧室2仅燃烧氢气流量的5％)，即可将供暖档位功率提升至3.14kW，而电能损失仅为2.8％，燃料电池的峰值电流下降了2.1％，燃料电池模块的车用峰值功率下降了约2％，对于输出的额定功率几乎没有影响。

燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法通过第一阀体3调节进入燃烧室2内的氢气的流量，并通过第二阀体4调节进入制冷循环模块和余热回收模块的高温气体的流量，使得燃烧室2内高温气体的能量实现梯级利用，提高了燃料电池的能量利用率。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，包括：

燃料电池模块，包括电堆(1)、燃烧室(2)以及冷却循环单元；所述电堆(1)的氢气出口和空气出口分别与所述燃烧室(2)连通，以将所述电堆(1)内未反应的氢气与空气送入所述燃烧室(2)内燃烧并产生高温气体；所述冷却循环单元内的冷却水用于对所述电堆(1)进行冷却降温，并能够进行供暖；

第一阀体(3)，被配置为能够调节进入所述燃烧室(2)和返回所述电堆(1)的氢气流量；

制冷循环模块，被配置为能够利用所述燃烧室(2)内产生的高温气体进行制冷；

余热回收模块，被配置为能够利用所述燃烧室(2)内产生的高温气体产生电能并供暖；以及

第二阀体(4)，被配置为能够调节进入所述制冷循环模块和所述余热回收模块的高温气体的流量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述冷却循环单元包括：

水箱(5)，用于存储所述冷却水；以及

第一散热器(6)，所述水箱(5)的出口与所述第一散热器(6)连通，所述冷却水通过所述第一散热器(6)进行散热或供暖，并对所述电堆(1)进行冷却降温后流回所述水箱(5)内。

3.根据权利要求2所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述燃料电池模块还包括：

燃料预热器(8)，与所述电堆(1)的氢气入口连通，所述燃料预热器(8)用于对氢气进行加温加压；以及

第一换热器(9)和第二换热器(10)，所述第一换热器(9)、所述电堆(1)、所述第二换热器(10)以及所述燃料预热器(8)沿冷却水的流动方向依次布置于所述第一散热器(6)的后端；所述燃烧室(2)内产生的高温气体通过所述第一换热器(9)对冷却前的冷却水加热升温，并通过所述第二换热器(10)对冷却后的冷却水加热升温，以使冷却水能够对所述燃料预热器(8)进行加热。

4.根据权利要求3所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述燃料电池模块还包括：

空气预热器(11)，与所述电堆(1)的空气入口连通，所述空气预热器(11)用于对空气进行加温加压；所述第一换热器(9)、所述第二换热器(10)、所述空气预热器(11)与所述第二阀体(4)沿高温气体的流动方向依次布置，以使所述燃烧室(2)内产生的高温气体对所述空气预热器(11)进行加热后流入所述制冷循环模块和/或所述余热回收模块内。

5.根据权利要求3所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，燃料电池模块还包括：

第一过滤器(14)和第二过滤器(15)，所述电堆(1)的氢气出口通过所述第一过滤器(14)与所述第一阀体(3)连通；所述电堆(1)内未反应的氢气能够依次通过所述第一阀体(3)与所述燃料预热器(8)后返回所述电堆(1)内；所述电堆(1)的空气出口通过所述第二过滤器(15)与所述燃烧室(2)连通。

6.根据权利要求5所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述第一过滤器(14)与所述第二过滤器(15)与所述水箱(5)连通。

7.根据权利要求1所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述余热回收模块包括：

膨胀机(24)，被配置为能够利用所述燃烧室(2)内产生的高温气体做功产生电能；以及

第二散热器(25)，所述膨胀机(24)的尾气通过所述第二散热器(25)进行散热或供暖。

8.根据权利要求7所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述余热回收模块还包括：

储能电池(26)，用于储存所述膨胀机(24)产生的电能。

9.根据权利要求1所述的燃料电池的冷热电三联供系统，其特征在于，所述制冷循环模块为单效溴化锂吸收式制冷机。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的燃料电池的冷热电三联供系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括如下步骤：

通过调节所述第一阀体(3)，所述电堆(1)内未反应的全部氢气通过所述第一阀体(3)返回所述电堆(1)内，所述冷却循环单元内的冷却水对所述电堆(1)降温后进行散热或供暖；

通过调节所述第一阀体(3)，所述电堆(1)内未反应的一部分氢气通过所述第一阀体(3)返回所述电堆(1)内，未反应的另一部分氢气进入所述燃烧室(2)内产生高温气体；

通过调节所述第二阀体(4)控制进入所述制冷循环模块和所述余热回收模块内的高温气体的流量，所述制冷循环模块进行制冷，所述余热回收模块产生电能；或者，通过调节所述第二阀体(4)控制所述燃烧室(2)内产生的高温气体全部进入所述余热回收模块内，所述余热回收模块产生电能并进行散热或供暖。

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