CN216958120U - 一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，包括供氢系统，供氢系统的一端连接燃料电池系统的一端，燃料电池系统的另一端连接双向DC/DC变换器的一端，双向DC/DC变换器分别连接驱动电机和动力电池，供氢系统、燃料电池系统、双向DC/DC变换器和动力电池均电信连接整车电控单元，定时唤醒装置电信连接整车电控单元，燃料电池控制器电信连接整车电控单元，该实用新型通过检测蒸发的气态氢气压力，唤醒整车，进行发电，提高氢气利用率；对电堆进行保温，缩短低温冷启动时间，保障系统冷启动的成功启动；通过燃料电池控制器同时控制燃料电池系统及氢气相关部件，提高系统的集成化，降低成本；消耗蒸发的气态氢气，提高系统的安全性。

Description

一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成。

背景技术

氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及，燃料电池汽车进入成熟市场，氢的消耗量也会以惊人的速度增加，因此，对燃料电池的氢气进行回收，以提高氢气的利用率显得尤为重要。

现有的燃料电池液氢储罐，蒸发的氢气如果超过压力限值后，立刻通过机械泄压阀排空，无法有效利用，造成能量的浪费。

实用新型内容

针对上述问题本实用新型提供了一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，目的是为了解决上述背景技术中提出的蒸发的氢气超过压力限值后，立刻通过机械泄压阀排空，无法有效利用，造成能量浪费的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，包括供氢系统，所述供氢系统的一端连接燃料电池系统的一端，所述燃料电池系统包括燃料电池堆，所述燃料电池堆的外部设有保温单元，所述燃料电池堆和所述保温单元均电信连接燃料电池控制器，所述燃料电池控制器电信连接所述供氢系统，所述燃料电池控制器的一端设有定时唤醒装置，所述燃料电池系统的另一端连接双向DC/DC变换器的一端，所述双向DC/DC变换器分别连接驱动电机和动力电池，所述供氢系统、所述燃料电池系统、所述双向DC/DC变换器和所述动力电池均电信连接整车电控单元，所述定时唤醒装置电信连接所述整车电控单元，所述燃料电池控制器电信连接所述整车电控单元。

进一步的，所述供氢系统，所述供氢系统包括液氢储罐，所述液氢储罐的一侧设有液氢蒸发气罐，所述液氢储罐的后端设有供氢管，所述供氢管的后端连接于所述燃料电池系统的一端，所述液氢蒸发气罐的后端通过供氢副管并联于所述燃料电池系统的一端。

进一步的，所述供氢管的前端设有供氢电磁阀，所述供氢电磁阀电信连接所述燃料电池控制器。

进一步的，所述供氢副管的前端设有蒸发压力表，所述供氢副管的中部设有蒸发电磁阀，所述蒸发压力表和所述蒸发电磁阀均电信连接所述燃料电池控制器。

进一步的，所述保温单元包括保温外壳，所述保温外壳的内部设有电发热膜单元，所述电发热膜单元设于保温支撑单元的外侧，所述保温外壳的上部设有保温盖体。

进一步的，所述保温外壳的四侧分别嵌设有蜂窝保温缓冲侧块。

进一步的，所述电发热膜单元包括电热膜本体，所述电热膜本体的两端分别通过电源连接线连接于所述保温盖体的一侧。

进一步的，所述保温支撑单元包括多个圆角保温支撑块，多个所述圆角保温支撑块之间分别设有保温支撑侧块。

进一步的，所述圆角保温支撑块和所述保温支撑侧块的两侧分别开设有插接槽，多个所述圆角保温支撑块和多个所述保温支撑侧块之间插接配合，所述圆角保温支撑块和所述保温支撑侧块的外侧中部均开设有电热膜固定槽。

进一步的，所述保温盖体的中部嵌设有蜂窝保温缓冲顶块，所述保温盖体的一侧嵌设有接线端子，所述接线端子通过所述电源连接线连接于所述电热膜本体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过检测蒸发的气态氢气压力，唤醒整车，进行发电，提高氢气利用率；对电堆进行保温，缩短低温冷启动时间，保障系统冷启动的成功启动；通过燃料电池控制器同时控制燃料电池系统及氢气相关部件，提高系统的集成化，降低成本；消耗蒸发的气态氢气，提高系统的安全性。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图；

图2是本实用新型保温单元外观结构示意图；

图3是本实用新型保温单元结构爆炸示意图；

图4是本实用新型保温外壳结构示意图；

图5是本实用新型电发热膜单元和保温支撑单元结构示意图；

图6是本实用新型电发热膜单元和保温支撑单元结构爆炸示意图；

图7是本实用新型圆角保温支撑块和保温支撑侧块结构示意图；

图8是本实用新型保温盖体结构示意图。

图中：1、供氢系统；11、液氢储罐；12、液氢蒸发气罐；13、供氢管；131、供氢电磁阀；14、供氢副管；141、蒸发压力表；142、蒸发电磁阀；2、燃料电池系统；21、燃料电池堆；22、保温单元；221、保温外壳；2211、蜂窝保温缓冲侧块；222、电发热膜单元；2221、电热膜本体；2222、电源连接线；223、保温支撑单元；2231、圆角保温支撑块；22311、插接槽；22312、电热膜固定槽；2232、保温支撑侧块；224、保温盖体；2241、蜂窝保温缓冲顶块；2242、接线端子；23、燃料电池控制器；24、定时唤醒装置；3、双向DC/DC变换器；4、驱动电机；5、动力电池；6、整车电控单元。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本实用新型公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请着重参考图1，一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，包括供氢系统1，所述供氢系统1的一端连接燃料电池系统2的一端，所述燃料电池系统2包括燃料电池堆21，所述燃料电池堆21的外部设有保温单元22，所述燃料电池堆21和所述保温单元22均电信连接燃料电池控制器23，所述燃料电池控制器23电信连接所述供氢系统1，所述燃料电池控制器23的一端设有定时唤醒装置24，所述燃料电池系统2的另一端连接双向DC/DC变换器3的一端，所述双向DC/DC变换器3分别连接驱动电机4和动力电池5，所述供氢系统1、所述燃料电池系统2、所述双向DC/DC变换器3和所述动力电池5均电信连接整车电控单元6，所述定时唤醒装置24电信连接所述整车电控单元6，所述燃料电池控制器23电信连接所述整车电控单元6。

实施例，请着重参考图1，所述供氢系统1，所述供氢系统1包括液氢储罐11，所述液氢储罐11的一侧设有液氢蒸发气罐12，所述液氢储罐11的后端设有供氢管13，所述供氢管13的后端连接于所述燃料电池系统2的一端，所述液氢蒸发气罐12的后端通过供氢副管14并联于所述燃料电池系统2的一端，此设计通过液氢蒸发气罐12收集液氢储罐11中液氢蒸发出的氢气。

实施例，请着重参考图1，所述供氢管13的前端设有供氢电磁阀131，所述供氢电磁阀131电信连接所述燃料电池控制器23，此设计通过燃料电池控制器23控制供氢电磁阀131的开启与封闭。

实施例，请着重参考图1，所述供氢副管14的前端设有蒸发压力表141，所述供氢副管14的中部设有蒸发电磁阀142，所述蒸发压力表141和所述蒸发电磁阀142均电信连接所述燃料电池控制器23，此设计通过蒸发压力表141检测蒸发气态氢压，如果超过设定的阈值，燃料电池控制器23发送信号唤醒整车电控单元6，控制整车高低压电上电，供氢系统正常供应氢气,同时给燃料电池系统2中的燃料电池控制器23发送指令，根据动力电池5的SOC判定是否给动力电池5充电或者燃料电池堆21进行保温操作。

实施例，请着重参考图2-3，所述保温单元22包括保温外壳221，所述保温外壳221的内部设有电发热膜单元222，所述电发热膜单元222设于保温支撑单元223的外侧，所述保温外壳221的上部设有保温盖体224，此设计通过发热膜单元222给燃料电池堆21提供热源，通过保温支撑单元223固定安装发热膜单元222，通过保温外壳221和保温盖体224给燃料电池堆21提供保温和缓冲保护。

实施例，请着重参考图4，所述保温外壳221的四侧分别嵌设有蜂窝保温缓冲侧块2211。

实施例，请着重参考图5-6，所述电发热膜单元222包括电热膜本体2221，所述电热膜本体2221的两端分别通过电源连接线2222连接于所述保温盖体224的一侧。

实施例，请着重参考图5-6，所述保温支撑单元223包括多个圆角保温支撑块2231，多个所述圆角保温支撑块2231之间分别设有保温支撑侧块2232，通过圆角保温支撑块2231避免电热膜本体2221弯折角度过大导致损坏。

实施例，请着重参考图7，所述圆角保温支撑块2231和所述保温支撑侧块2232的两侧分别开设有插接槽22311，多个所述圆角保温支撑块2231和多个所述保温支撑侧块2232之间插接配合，所述圆角保温支撑块2231和所述保温支撑侧块2232的外侧中部均开设有电热膜固定槽22312，此设计通过插接槽22311将多个圆角保温支撑块2231和多个保温支撑侧块2232插接配合，通过电热膜固定槽22312将电热膜本体2221固定安装。

实施例，请着重参考图8，所述保温盖体224的中部嵌设有蜂窝保温缓冲顶块2241，所述保温盖体224的一侧嵌设有接线端子2242，所述接线端子2242通过所述电源连接线2222连接于所述电热膜本体2221，此设计通过接线端子2242给整个保温单元22接入电源。

操作原理：首先燃料电池控制器23通过蒸发压力表141检测蒸发气态氢压，如果超过设定的阈值，燃料电池控制器23发送信号唤醒整车电控单元6，控制整车高低压电上电，供氢系统正常供应氢气,同时给燃料电池系统2中的燃料电池控制器23发送指令，根据动力电池5的SOC判定是否给动力电池5充电或者燃料电池堆21进行保温操作，通过多个圆角保温支撑块2231和多个保温支撑侧块2232固定安装电热膜本体2221，通过圆角保温支撑块2231避免电热膜本体2221弯折角度过大导致损坏，保温外壳221和保温盖体224给燃料电池堆21提供保温和缓冲保护，通过接线端子2242给整个保温单元22接入电源，通过发热膜单元222给燃料电池堆21提供热源，实现对电堆进行保温，缩短低温冷启动时间，保障系统冷启动的成功启动。

上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：包括供氢系统（1），所述供氢系统（1）的一端连接燃料电池系统（2）的一端，所述燃料电池系统（2）包括燃料电池堆（21），所述燃料电池堆（21）的外部设有保温单元（22），所述燃料电池堆（21）和所述保温单元（22）均电信连接燃料电池控制器（23），所述燃料电池控制器（23）电信连接所述供氢系统（1），所述燃料电池控制器（23）的一端设有定时唤醒装置（24），所述燃料电池系统（2）的另一端连接双向DC/DC变换器（3）的一端，所述双向DC/DC变换器（3）分别连接驱动电机（4）和动力电池（5），所述供氢系统（1）、所述燃料电池系统（2）、所述双向DC/DC变换器（3）和所述动力电池（5）均电信连接整车电控单元（6），所述定时唤醒装置（24）电信连接所述整车电控单元（6），所述燃料电池控制器（23）电信连接所述整车电控单元（6）。

2.根据权利要求1所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述供氢系统（1），所述供氢系统（1）包括液氢储罐（11），所述液氢储罐（11）的一侧设有液氢蒸发气罐（12），所述液氢储罐（11）的后端设有供氢管（13），所述供氢管（13）的后端连接于所述燃料电池系统（2）的一端，所述液氢蒸发气罐（12）的后端通过供氢副管（14）并联于所述燃料电池系统（2）的一端。

3.根据权利要求2所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述供氢管（13）的前端设有供氢电磁阀（131），所述供氢电磁阀（131）电信连接所述燃料电池控制器（23）。

4.根据权利要求2所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述供氢副管（14）的前端设有蒸发压力表（141），所述供氢副管（14）的中部设有蒸发电磁阀（142），所述蒸发压力表（141）和所述蒸发电磁阀（142）均电信连接所述燃料电池控制器（23）。

5.根据权利要求1所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述保温单元（22）包括保温外壳（221），所述保温外壳（221）的内部设有电发热膜单元（222），所述电发热膜单元（222）设于保温支撑单元（223）的外侧，所述保温外壳（221）的上部设有保温盖体（224）。

6.根据权利要求5所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述保温外壳（221）的四侧分别嵌设有蜂窝保温缓冲侧块（2211）。

7.根据权利要求5所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述电发热膜单元（222）包括电热膜本体（2221），所述电热膜本体（2221）的两端分别通过电源连接线（2222）连接于所述保温盖体（224）的一侧。

8.根据权利要求5所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述保温支撑单元（223）包括多个圆角保温支撑块（2231），多个所述圆角保温支撑块（2231）之间分别设有保温支撑侧块（2232）。

9.根据权利要求8所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述圆角保温支撑块（2231）和所述保温支撑侧块（2232）的两侧分别开设有插接槽（22311），多个所述圆角保温支撑块（2231）和多个所述保温支撑侧块（2232）之间插接配合，所述圆角保温支撑块（2231）和所述保温支撑侧块（2232）的外侧中部均开设有电热膜固定槽（22312）。

10.根据权利要求7所述的一种具有液氢蒸发回收的燃料电池总成，其特征在于：所述保温盖体（224）的中部嵌设有蜂窝保温缓冲顶块（2241），所述保温盖体（224）的一侧嵌设有接线端子（2242），所述接线端子（2242）通过所述电源连接线（2222）连接于所述电热膜本体（2221）。

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