CN204558590U - 燃料电池的热能再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池的热能再利用系统，通过第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到风道中，然后通过温控装置对风道中的热能进行温度控制，并从与风道相连接的通风口输出给用热负载。从而实现了对燃料电池所排放的热能的循环再利用，既满足了散热需求，又为需要热源的零部件提供能量，不需要再额外部署外部热源。

Description

燃料电池的热能再利用系统

技术领域

本实用新型属于燃料电池车的能源供应控制技术领域，具体涉及一种燃料电池的热能再利用系统。

背景技术

燃料电池具备低污染、高效率、免充电、无噪声、燃料来源广等特点成为新能源的重要角色之一，醇类燃料电池与其它电池相比，具有以下特点：第一，其理论能量密度特别高，是现行锂电池的数倍；第二，其极低工作温度是它在室温下能正常启动；第三，燃料成本低且储存简单方便；第四，体积小重量轻；第五，无须充电时间。基于此，燃料电池适合应用的领域非常广泛，可用于电动车、汽车、电子产品等。

燃料电池最大的优势在于电力续航方便，即燃料用完后，对其补充燃料后就可以继续使用，与充电锂电池相比，无需进行漫长的充电过程。也就是说，只要确保燃料供应，燃料电池就可不间断的提供电力。

燃料电池在将化学能转化成电能的过程中会产生大量的热量，现有技术中为了保证系统的运行安全，会通过冷却系统或者风扇对产生的热能进行散热处理，但是，负载内部的很多零部件需要利用专门的外部热源达到需要的工作温度，现有系统不能利用燃料电池排放的热量为需要热源的零部件进行二次利用，而且又要专门部署外部热源，造成了一定的浪费。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例提供一种燃料电池的热能再利用系统。

本实用新型实施例一方面提供一种燃料电池的热能再利用系统，包括：燃料电堆、一第一泵，风道、温控装置和通风口，所述第一泵分别与所述燃料电堆和所述风道相连接，所述风道通过温控装置与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接，其中，所述燃料电堆在进行化学反应产生电能的过程中排出热能；

所述第一泵，用于从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述风道中；

所述温控装置，用于对所述风道中的热能进行温度控制，并从所述通风口输出给所述用热负载。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述用热负载包括车座，所述风道包括第一风道，所述温控装置包括第一温度传感器和第一温度控制器，所述通风口包括第一通风口，

所述风道通过温控装置与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接具体包括：

所述第一风道通过所述第一温度控制器与所述第一通风口相连接，所述第一温度传感器与所述第一温度控制器相连接，所述第一通风口与所述车座相连接；

所述第一泵具体用于，从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述第一风道中；

所述第一温度传感器，用于监测环境温度，若判断所述环境温度小于等于预设的第一门限值，则向所述第一温度控制器发送包括当前环境温度的调控指令；

所述第一温度控制器，用于根据所述当前环境温度查询预设的环境温度与供热温度的对应关系调节所述第一风道中热能的温度，并将调节后的热能通过所述第一通风口向所述车座供热。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述用热负载还包括燃料预热装置，所述燃料预热装置的一端通过燃料加注装置与燃料存储装置相连接，其中，所述燃料存储装置内储存液态燃料，所述燃料预热装置的另一端与所述燃料电堆相连接，所述风道包括第二风道，所述温控装置包括第二温度控制器，所述通风口包括第二通风口，

所述风道通过温控装置与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接具体包括：

所述第二风道通过所述第二温度控制器与所述第二通风口相连接，所述第二通风口与所述燃料预热装置相连接；

所述第一泵具体用于，从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述第二风道中；

所述第二温度控制器，用于根据预设的液态燃料的类型与预热温度的对应关系调节所述第二风道中热能的温度，并将调节后的热能通过所述第二通风口向所述燃料预热装置供热。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述燃料加注装置包括：一第二泵、第一导管和第二导管，其中，所述第二泵通过所述第一导管与所述燃料存储装置相连接，所述第二导管与所述燃料电堆相连接。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述燃料预热装置包括：

一基座、一外框及一上盖，所述外框安设于所述基座的上方，与所述基座形成以密闭腔室，所述上盖安设于所述密闭腔室的上方。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述密闭腔室内设置有隔板。

如上所述的燃料电池的热能再利用系统，所述液态燃料包括：甲醇水溶液。

本实用新型实施例提供了一种燃料电池的热能再利用系统，通过第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到风道中，然后通过温控装置对风道中的热能进行温度控制，并从与风道相连接的通风口输出给用热负载。从而实现了对燃料电池所排放的热能的循环再利用，既满足了散热需求，又为需要热源的零部件提供能量，不需要再额外部署外部热源。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例提供的一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：燃料电堆1、第一泵2，风道3、温控装置4和通风口5，第一泵2分别与燃料电堆1和风道3相连接，风道3与通风口5相连接，通风口5与用热负载6相连接，温控装置4与风道3相连接，其中，燃料电堆1在进行化学反应产生电能的过程中排出热能；其中，第一泵2，用于从燃料电堆1中获取热能并输送到风道3中；温控装置4，用于对风道3中的热能进行温度控制，并从通风口5输出给用热负载6。

具体地，在燃料电堆进行化学反应产生电能的过程中会排出热能，第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到与其相连接的风道中，温控装置接收用热负载所发送的用热需求指令之后，根据预设的不同的用热负载与所需要的温度的对应关系对风道中的热能进行温度控制，并将调整后的温度发送到与用热负载相连接的通风口处，并通过通风口输出给用热负载。

本实用新型实施例提供了一种燃料电池的热能再利用系统，通过第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到风道中，然后通过温控装置对风道中的热能进行温度控制，并从与风道相连接的通风口输出给用热负载。从而实现了对燃料电池所排放的热能的循环再利用，既满足了散热需求，又为需要热源的零部件提供能量，不需要再额外部署外部热源。

针对图1所示实施例，在实际应用中用热负载的具体形式的种类很多，为了更加清楚的说明上述实施方式，下面以图2和图3为例进行具体说明。

图2为本实用新型实施例提供的另一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图，如图2所示，本实施例中，用热负载6包括车座61，风道3包括第一风道31，温控装置4包括：第一温度传感器41和第一温度控制器42，通风口5包括第一通风口51，其中，所述第一风道31与第一通风口51相连接，第一温度传感器41与第一温度控制器42相连接，第一温度控制器42与第一风道31连接，第一通风口51与车座61相连接。其中，第一泵2具体用于，从燃料电堆1中获取热能并输送到第一风道31中；第一温度传感器41，用于监测环境温度，若判断所述环境温度小于等于预设的第一门限值，则向所述第一温度控制器42发送包括当前环境温度的调控指令；第一温度控制器42，用于根据所述当前环境温度查询预设的环境温度与供热温度的对应关系调节所述第一风道31中热能的温度，并将调节后的热能通过所述第一通风口51向所述车座61供热。

具体地，通过第一泵从燃料电堆中获取的热能输送到第一风道中，第一温度传感器用于实时监测环境温度，将采集到的当前的实时环境温度与预设的第一门限值进行比较，若判断获知该环境温度小于等于预设的第一门限值，则向第一温度控制器发送包括当前环境温度的调控指令，第一温度控制器获取到当前环境温度后，根据当前环境温度查询预设的环境温度与供热温度的对应关系，获取到车座需要的供热温度，根据车座需要的供热温度调节第一风道中热能的温度，并将调节后的、符合车座所需温度的热能通过第一通风口向车座供热。若判断获知该环境温度大于预设的第一门限值，则向第一温度控制器发送散热指令，以便对热能进行散热。

本实用新型实施例提供了一种燃料电池的热能再利用系统，通过第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到第一风道中，然后通过第一温控装置对第一风道中的热能进行温度控制，并从与第一风道相连接的第一通风口输出给车座供热。从而实现了对燃料电池所排放的热能的循环再利用，既满足了散热需求，又为需要热源的零部件提供能量，不需要再额外部署外部热源。

图3为本实用新型实施例提供的又一个燃料电池的热能再利用系统的结构示意图，如图3所示，基于图2所示实施例，温控装置4还包括：第二温度传感器44，第二温度传感器44与燃料电堆1连接；第二温度传感器44，用于监测燃料电堆1内的热能温度；第一泵2，还用于若判断获知热能温度达到预设的第二门限值，则通知第一泵2从燃料电堆1中获取热能并输送到第一风道31中。

进一步地，车座61与第一温度控制器42连接，

车座61，用于向所述第一温度控制器42发送温度调节指令；

第一温度控制器42，还用于根据温度调节指令调节第一风道31的热能温度。

进一步地，所述系统还包括：燃料加注装置7与燃料存储装置8；所述用热负载6还包括燃料预热装置62，所述燃料预热装置62的一端通过燃料加注装置7与燃料存储装置8相连接，其中，所述燃料存储装置8内储存液态燃料，所述燃料预热装置62的另一端与所述燃料电堆1相连接，所述风道包括第二风道32，所述温控装置4包括第二温度控制器43，所述通风口5包括第二通风口52，其中，所述第二风道52通过所述第二温度控制器43与所述第二通风口52相连接，所述第二通风口52与所述燃料预热装置62相连接。

其中，第一泵3具体用于，从所述燃料电堆1中获取热能并输送到所述第二风道52中；第二温度控制器43，用于根据预设的液态燃料的类型与预热温度的对应关系调节所述第二风道中热能的温度，并将调节后的热能通过所述第二通风口52向所述燃料预热装置62供热。

由于燃料电堆内的化学反应产生需要一定的温度条件，因此，在液态燃料加注进燃料电堆之前，需要利用外部热源对液态燃料进行预热达到其所需要的工作温度，本实施例中不再专门部署外部热源，而是利用燃料电堆自身所排放的热量对液态燃料进行预热，优选的，以甲醇水溶液燃料为例进行具体说明实施过程，

具体地，通过第一泵从燃料电堆中获取的热能输送到第二风道中，第二温度控制器根据预设的液态燃料的类型与预热温度的对应关系调节第二风道中热能的温度，本实施例中即将热能调节到与甲醇水溶液对应的工作温度，并将调节后的热能通过第二通风口向燃料预热装置供热。当燃料加注装置通过第二泵和第一导管从燃料存储装置获取甲醇水溶液之后，通过燃料预热装置使其中的热能对即将加注的甲醇水溶液进行预热处理。优选的，所述燃料预热装置包括：一基座、一外框及一上盖，外框安设于基座的上方，与基座形成以密闭腔室，上盖安设于密闭腔室的上方，甲醇水溶液流经该密闭腔室通过从第二通风口输送到热能为其加热。进一步地，为了加大受热面，密闭腔室内设置有隔板。然后经过预热处理的甲醇水溶液再通过第二导管加注到燃料电堆中，使其在燃料电堆中进行化学反应产生电能为负载供电。

本实用新型实施例提供了一种燃料电池的热能再利用系统，通过第一泵从燃料电堆中获取热能并输送到第二风道中，然后通过温控装置对第二风道中的热能进行温度控制，并从与第二风道相连接的第二通风口输出给用燃料预热装置。从而实现了对燃料电池所排放的热能的循环再利用，既满足了散热需求，又为需要热源的零部件提供能量，不需要再额外部署外部热源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述系统包括：燃料电堆、第一泵、风道、温控装置和通风口，其中，

所述第一泵分别与所述燃料电堆和所述风道相连接，所述风道与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接，所述温控装置与所述风道相连接，其中，所述燃料电堆在进行化学反应产生电能的过程中排出热能；

所述第一泵，用于从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述风道中；

所述温控装置，用于对所述风道中的热能进行温度控制，以使调节后的热能从所述通风口输出给所述用热负载。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，

所述用热负载包括：车座，

所述风道包括：第一风道，

所述温控装置包括：第一温度传感器和第一温度控制器，

所述通风口包括第一通风口，

所述风道与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接具体包括：

所述第一风道与所述第一通风口相连接，所述第一温度传感器与所述第一温度控制器相连接，所述第一温度控制器与所述第一风道连接，所述第一通风口与所述车座相连接；

所述第一泵具体用于，从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述第一风道中；

所述第一温度传感器，用于监测环境温度，若判断所述环境温度小于等于预设的第一门限值，则向所述第一温度控制器发送包括当前环境温度的调控指令；

所述第一温度控制器，用于根据所述当前环境温度查询预设的环境温度与供热温度的对应关系调节所述第一风道中热能的温度。

3.根据权利要求2所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述温控装置还包括：

第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述燃料电堆连接；

所述第二温度传感器，用于监测所述燃料电堆内的热能温度；

所述第一泵，还用于若判断获知所述热能温度达到预设的第二门限值，则通知所述第一泵从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述第一风道中。

4.根据权利要求3所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述车座与所述第一温度控制器连接，

所述车座，用于向所述第一温度控制器发送温度调节指令；

所述第一温度控制器，还用于根据所述温度调节指令调节所述第一风道的热能温度。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述系统还包括：燃料加注装置与燃料存储装置；

所述用热负载还包括：燃料预热装置，

所述燃料预热装置的一端通过所述燃料加注装置与所属燃料存储装置相连接，其中，所述燃料存储装置内储存液态燃料，所述燃料预热装置的另一端与所述燃料电堆相连接；

所述风道还包括：第二风道，

所述温控装置还包括：第二温度控制器；

所述通风口还包括：第二通风口，

所述风道与通风口相连接，所述通风口与用热负载相连接具体包括：

所述第二风道与所述第二通风口相连接，所述第二温度控制器与所述第二风道连接，所述第二通风口与所述燃料预热装置相连接；

所述第一泵还用于，从所述燃料电堆中获取热能并输送到所述第二风道中；

所述第二温度控制器，用于根据预设的液态燃料的类型与预热温度的对应关系调节所述第二风道中热能的温度。

6.根据权利要求5所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述燃料加注装置包括：第二泵、第一导管和第二导管，其中，所述第二泵通过所述第一导管与所述燃料存储装置相连接，所述第二导管与所述燃料电堆相连接。

7.根据权利要求5所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述燃料预热装置包括：

基座、外框及上盖，所述外框安设于所述基座的上方，与所述基座形成以密闭腔室，所述上盖安设于所述密闭腔室的上方。

8.根据权利要求7所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述密闭腔室内设置有隔板。

9.根据权利要求5-8任一所述的燃料电池的热能再利用系统，其特征在于，所述液态燃料包括：甲醇水溶液。