CN212827910U - 一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，包括供气支路和水循环回路；供气支路包括空气过滤器、一级压缩机和冷却组件，空气过滤器与一级压缩机相连通，一级压缩机与冷却组件相连通，冷却组件分别与燃料电池电堆和二级压缩机相连通，二级压缩机与刹车系统相连通；水循环回路包括循环水泵、冷却组件、投切支路和燃料电池电堆，循环水泵与冷却组件相连通，冷却组件通过投切支路与燃料电池电堆相连通，燃料电池电堆与循环水泵相连通。本实用新型通过将刹车系统和燃料电池系统设计成一体化供气系统，对供气系统冷却产生的热量集中管理，将压缩机压缩热量回收用于控制燃料电池电堆的工作温度，保证燃料电池汽车安全运行。

Description

一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池汽车供气热量回收的技术领域，尤其涉及一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统。

背景技术

燃料电池汽车，特别是客车运行时，需要为燃料电池系统设置一台空气压缩机，为电池阴极供应氧气，而客车刹车系统，同时需要一台压缩机或气泵，满足刹车用气体要求；在空气压缩过程中产生较大的压缩热，一般由风冷换热器直接将其排放至大气环境中，在很大程度上造成了能源浪费，在燃料电池电堆工作过程中，对于工作温度有严格要求，过高及过低的温度都将弱化电堆的供电能力，因此亟需开发一种用于回收压缩热解决电堆供水过程中过高或过低的问题。

实用新型内容

针对目前燃料电池汽车中，空气压缩过程中产生的压缩热直接由风冷换热器排放至大气环境中，在很大程度上造成了能源浪费的技术问题，本实用新型提出一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，包括供气支路和水循环回路，水循环回路用于回收供气支路冷却产生的热量；所述供气支路包括空气过滤器、一级压缩机和冷却组件，空气过滤器与一级压缩机相连通，一级压缩机与冷却组件相连通，冷却组件分别与燃料电池电堆和二级压缩机相连通，二级压缩机与刹车系统相连通；所述水循环回路包括循环水泵、冷却组件、投切支路和燃料电池电堆，循环水泵与冷却组件相连通，冷却组件通过投切支路与燃料电池电堆相连通，燃料电池电堆与循环水泵相连通。

优选地，所述冷却组件包括中间冷却器，一级压缩机通过中间冷却器分别与二级压缩机和燃料电池电堆相连通，燃料电池电堆与电机相连接；所述循环水泵通过中间冷却器和投切支路与燃料电池电堆相连通。

优选地，所述投切支路包括三通阀和风冷换热器，中间冷却器通过三通阀与燃料电池电堆相连通且循环水泵、中间冷却器、三通阀和燃料电池电堆整体组成第一低温水循环回路，中间冷却器通过三通阀和风冷换热器与燃料电池电堆相连通且循环水泵、中间冷却器、三通阀、风冷换热器和燃料电池电堆整体组成第二低温水循环回路。

优选地，所述一级压缩机和二级压缩机均采用纯无油干式双螺杆压缩机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将刹车系统和燃料电池系统设计成一体化供气系统，对供气系统冷却产生的热量集中管理，将压缩机压缩热量回收用于控制燃料电池电堆的工作温度，保证燃料电池汽车安全运行，提高了能源利用率，解决了目前燃料电池汽车中，空气压缩过程中产生的压缩热直接由风冷换热器排放至大气环境中，在很大程度上造成了能源浪费的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，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为本实用新型工作原理示意图。

图中，1为空气过滤器，2为一级压缩机，3为中间冷却器，4为二级压缩机，5为刹车系统，6为循环水泵，7为三通阀，8为风冷换热器，9为燃料电池电堆，10为电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，包括供气支路和水循环回路，水循环回路用于回收供气支路冷却产生的热量；所述供气支路包括空气过滤器1、一级压缩机2和冷却组件，空气过滤器1与一级压缩机2相连通，一级压缩机2与冷却组件相连通，冷却组件分别与燃料电池电堆9和二级压缩机4相连通，一级压缩机2和二级压缩机4均采用纯无油干式双螺杆压缩机，采用两个压缩机分别供应燃料电池系统和刹车系统对压缩空气的需求，利用一级压缩机提供燃料电池系统所需空气，利用二级压缩机提供刹车系统所需空气，二级压缩机4与刹车系统5相连通；所述水循环回路包括循环水泵6、冷却组件、投切支路和燃料电池电堆9，循环水泵6与冷却组件相连通，冷却组件通过投切支路与燃料电池电堆9相连通，燃料电池电堆9与循环水泵6相连通。

所述冷却组件包括中间冷却器3，利用中间冷却器降低一级压缩机出口空气温度，保证二级压缩机出口空气温度，中间冷却器采用水冷方式，回收压缩热用于燃料电池电堆温度调控，利一级压缩机2通过中间冷却器3分别与二级压缩机4和燃料电池电堆9相连通，燃料电池电堆9与电机10相连接，投切支路包括三通阀7和风冷换热器8，利用中间冷却器、风冷换热器及循环水泵对压缩机及燃料电池电堆进行热管理，保证燃料电池汽车安全运行；所述循环水泵6通过中间冷却器3和投切支路与燃料电池电堆9相连通。

所述投切支路包括三通阀7和风冷换热器8，中间冷却器3通过三通阀7与燃料电池电堆9相连通且循环水泵6、中间冷却器3、三通阀7和燃料电池电堆9整体组成第一低温水循环回路，中间冷却器3通过三通阀7和风冷换热器8与燃料电池电堆9相连通且循环水泵6、中间冷却器3、三通阀7、风冷换热器8和燃料电池电堆9整体组成第二低温水循环回路，利用三通阀切换循环水循环支路进入燃料电池电堆和风冷换热器，保证进入燃料电池电堆的冷却水问题，即当夏季电堆温度较高时，三通阀切换到风冷换热器支路，循序水先进入风冷换热器冷却后，再进入燃料电池电堆；当冬季电堆温度较低时，三通阀直接切换到燃料电池电堆支路，循环水直接进入电堆，保证电堆安全温度；通过将刹车系统和燃料电池系统设计成一体化供气系统，对供气系统冷却产生的热量集中管理，将压缩机压缩热量回收用于控制燃料电池电堆的工作温度，保证燃料电池汽车安全运行，提高了能源利用率，解决了目前燃料电池汽车中，空气压缩过程中产生的压缩热直接由风冷换热器排放至大气环境中，在很大程度上造成了能源浪费的技术问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，其特征在于，包括供气支路和水循环回路，水循环回路用于回收供气支路冷却产生的热量；所述供气支路包括空气过滤器（1）、一级压缩机（2）和冷却组件，空气过滤器（1）与一级压缩机（2）相连通，一级压缩机（2）与冷却组件相连通，冷却组件分别与燃料电池电堆（9）和二级压缩机（4）相连通，二级压缩机（4）与刹车系统（5）相连通；所述水循环回路包括循环水泵（6）、冷却组件、投切支路和燃料电池电堆（9），循环水泵（6）与冷却组件相连通，冷却组件通过投切支路与燃料电池电堆（9）相连通，燃料电池电堆（9）与循环水泵（6）相连通。

2.根据权利要求1所述的带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，其特征在于，所述冷却组件包括中间冷却器（3），一级压缩机（2）通过中间冷却器（3）分别与二级压缩机（4）和燃料电池电堆（9）相连通，燃料电池电堆（9）与电机（10）相连接；所述循环水泵（6）通过中间冷却器（3）和投切支路与燃料电池电堆（9）相连通。

3.根据权利要求1或2所述的带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，其特征在于，所述投切支路包括三通阀（7）和风冷换热器（8），中间冷却器（3）通过三通阀（7）与燃料电池电堆（9）相连通且循环水泵（6）、中间冷却器（3）、三通阀（7）和燃料电池电堆（9）整体组成第一低温水循环回路，中间冷却器（3）通过三通阀（7）和风冷换热器（8）与燃料电池电堆（9）相连通且循环水泵（6）、中间冷却器（3）、三通阀（7）、风冷换热器（8）和燃料电池电堆（9）整体组成第二低温水循环回路。

4.根据权利要求1或2所述的带热量管理的燃料电池汽车一体化供气系统，其特征在于，所述一级压缩机（2）和二级压缩机（4）均采用纯无油干式双螺杆压缩机。

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