CN219873608U - 一种燃料电池热管理系统 - Google Patents
一种燃料电池热管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219873608U CN219873608U CN202320765356.9U CN202320765356U CN219873608U CN 219873608 U CN219873608 U CN 219873608U CN 202320765356 U CN202320765356 U CN 202320765356U CN 219873608 U CN219873608 U CN 219873608U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- outlet
- cooling liquid
- inlet
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 34
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000003584 silencer Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 12
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种燃料电池热管理系统，包括：电堆、空压机、氢气瓶、中冷器、氢气‑冷却液热交换器、引射器、主散热器、循环泵及三通阀，所述循环泵的出口分别连接电堆的冷却液进口及中冷器的进液口，所述中冷器的出液口连接三通阀的接口A，所述三通阀的接口B连接氢气‑冷却液热交换器的冷却液进口，所述氢气‑冷却液热交换器的冷却液出口、所述三通阀的接口C及电堆的冷却液出口三者汇合后连接主散热器的入口，所述主散热器的出口连接循环泵的入口，所述氢气瓶的出口连接氢气‑冷却液热交换器的氢气进口，所述氢气‑冷却液热交换器的氢气出口连接引射器的入口，从而可避免对燃料电池系统的空气回路产生额外的流阻，加热效果稳定。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池热管理系统。
【背景技术】
氢燃料电池系统的核心设备是电堆，为了使电堆能够平稳高效的工作，必须保证通入电堆的介质温度稳定，同时，燃料电池系统在运行过程中，经引射器回流后的氢气湿度较大，容易在电堆入口处形成冷凝水。为了解决这一问题，专利CN213988943U公开了一种燃料电池热管理系统，其利用经过空压机压缩后的热空气来加热引射器前的氢气，其设计思路是：在中冷器前加装一个热交换器，使储氢瓶出来的氢气与压缩机出来的热空气进行热交换，之后，氢气进入引射器，热空气进入中冷器继续降温，从而可防止低温氢气在电堆入口处与回流后的高湿氢气产生冷凝水，并且保持入堆介质温度稳定。该种燃料电池热管理系统的缺陷在于：在空压机的出口处额外增加一个热交换器会增加空气路的流动阻力，流阻增加，也就意味着在空压机选型中，就需要增加空压机的流量和压缩比，需要增加额外的功率来抵消多余的流阻，这就导致了不必要的能量消耗，甚至还会使空压机的运行点偏离空压机正常的工作区间从而导致空压机的喘振。
因此，有必要提供一种解决上述技术问题的燃料电池热管理系统。
【实用新型内容】
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种加热稳定并可避免空气回路产生额外流阻的燃料电池热管理系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种燃料电池热管理系统，包括：电堆、空压机、氢气瓶、中冷器、氢气-冷却液热交换器、引射器、主散热器、循环泵及三通阀，所述中冷器设有进气口、出气口、进液口及出液口，所述三通阀设有接口A、接口B及接口C，所述氢气-冷却液热交换器设有氢气进口、氢气出口、冷却液进口及冷却液出口，所述循环泵的出口分别连接电堆的冷却液进口及中冷器的进液口，所述空压机的出口连接中冷器的进气口，所述中冷器的出气口连接电堆阴极的空气入口，所述中冷器的出液口连接三通阀的接口A，所述三通阀的接口B连接氢气-冷却液热交换器的冷却液进口，所述氢气-冷却液热交换器的冷却液出口、所述三通阀的接口C及电堆的冷却液出口三者汇合后连接主散热器的入口，所述主散热器的出口连接循环泵的入口，所述氢气瓶的出口连接氢气-冷却液热交换器的氢气进口，所述氢气-冷却液热交换器的氢气出口连接引射器的入口，所述引射器的出口连接电堆阳极的氢气入口。
优选地，本实用新型中的一种燃料电池热管理系统进一步设置为：所述燃料电池热管理系统还包括气水分离器，所述气水分离器的二次流氢气入口连接电堆阳极的氢气出口，所述气水分离器的氢气出口连接引射器的入口。
优选地，本实用新型中的一种燃料电池热管理系统进一步设置为：所述燃料电池热管理系统还包括消音器，所述气水分离器的出水口、电堆阴极的空气出口及气水分离器的氢气出口分别连接消音器的入口。
优选地，本实用新型中的一种燃料电池热管理系统进一步设置为：所述主散热器为高温散热器。
优选地，本实用新型中的一种燃料电池热管理系统进一步设置为：所述循环泵为高压水泵。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过使用中冷器出口处的高温冷却水作为加热源，并通过设置氢气-冷却液热交换器对氢气瓶出口处的氢气进行加热，从而可避免对燃料电池系统的空气回路产生额外的流阻，加热效果稳定，同时也进一步分担了散热器的散热量，有利于降低散热器的功耗。另外本实用新型中的燃料电池热管理系统通过设置三通阀，可通过控制三通阀的开度来使热量及流量合理的分配和管理。
【附图说明】
图1为本实用新型中燃料电池热管理系统的结构示意图。
图1中：1、电堆，2、空压机，3、氢气瓶，4、中冷器，5、氢气-冷却液热交换器，6、引射器，7、主散热器，8、循环泵，9、三通阀，10、气水分离器，11、消音器。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种燃料电池热管理系统作进一步的详细描述。
参图1所示，一种燃料电池热管理系统，包括：电堆1、空压机2、氢气瓶3、中冷器4、氢气-冷却液热交换器5、引射器6、主散热器7、循环泵8、三通阀9、气水分离器10及消音器11，在本实施方式中，所述主散热器7为高温散热器，所述循环泵8为高压水泵。所述中冷器4设有进气口、出气口、进液口及出液口，所述三通阀9设有接口A、接口B及接口C，所述氢气-冷却液热交换器5设有氢气进口、氢气出口、冷却液进口及冷却液出口，所述循环泵8的出口分别连接电堆1的冷却液进口及中冷器4的进液口，所述空压机2的出口连接中冷器4的进气口，所述中冷器4的出气口连接电堆1阴极的空气入口，所述中冷器4的出液口连接三通阀9的接口A，所述三通阀9的接口B连接氢气-冷却液热交换器5的冷却液进口，所述氢气-冷却液热交换器5的冷却液出口、所述三通阀9的接口C及电堆1的冷却液出口三者汇合后连接主散热器7的入口，所述主散热器7的出口连接循环泵8的入口，所述氢气瓶3的出口连接氢气-冷却液热交换器5的氢气进口，所述氢气-冷却液热交换器5的氢气出口连接引射器6的入口，所述引射器6的出口连接电堆1阳极的氢气入口。所述气水分离器10的二次流氢气入口连接电堆1阳极的氢气出口，所述气水分离器10的氢气出口连接引射器6的入口，所述气水分离器10的出水口、电堆1阴极的空气出口及气水分离器10的氢气出口分别连接消音器11的入口。
本发明中燃料电池热管理系统的工作原理为：空气经空压机2加压后温度升高，高温空气流过中冷器4过程中，高温空气与冷却液在中冷器4中进行热交换，从而使得中冷器4中的冷却液温度提升，接着从中冷器4流出的高温冷却液在氢气-冷却液热交换器5内对氢气进行加热，加热后的氢气通过引射器6送入电堆1阳极中，通过氢气-冷却液热交换器5换热后的冷却液温度获得降低，然后进入主散热器7中继续散热，散热后再通过循环泵8重新送入电堆1的冷却液进口和中冷器4的进液口，以此循环往复工作。所述气水分离器10的作用是对从电堆1出来的二次流氢气进行气水分离，分离后的氢气通过引射器6送入电堆1中，分离后的水、部分未被引射回流的氢气以及阴极出口的空气全部经过消音器11排入环境中。所述三通阀9的作用是对从中冷器4流出的高温冷却液进行分流，如果环境温度较高，氢气不需要过多的加热，可以利用控制器来控制三通阀9的开度，使一部分高温冷却液直接通过接口C进入散热器而不经过氢气-冷却液热交换器，如果环境温度较低，同样可以通过改变三通阀9开度，使进入氢气-冷却液热交换器的流量增加，来增大加热效果。
综上所述，本实用新型通过使用中冷器出口处的高温冷却水作为加热源，并通过设置氢气-冷却液热交换器对氢气瓶出口处的氢气进行加热，从而可避免对燃料电池系统的空气回路产生额外的流阻，加热效果稳定，同时也进一步分担了散热器的散热量，有利于降低散热器的功耗。另外本实用新型中的燃料电池热管理系统通过设置三通阀，可通过控制三通阀的开度来使热量及流量合理的分配和管理。
上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种燃料电池热管理系统，其特征在于：包括：电堆、空压机、氢气瓶、中冷器、氢气-冷却液热交换器、引射器、主散热器、循环泵及三通阀，所述中冷器设有进气口、出气口、进液口及出液口，所述三通阀设有接口A、接口B及接口C，所述氢气-冷却液热交换器设有氢气进口、氢气出口、冷却液进口及冷却液出口，所述循环泵的出口分别连接电堆的冷却液进口及中冷器的进液口，所述空压机的出口连接中冷器的进气口，所述中冷器的出气口连接电堆阴极的空气入口，所述中冷器的出液口连接三通阀的接口A，所述三通阀的接口B连接氢气-冷却液热交换器的冷却液进口，所述氢气-冷却液热交换器的冷却液出口、所述三通阀的接口C及电堆的冷却液出口三者汇合后连接主散热器的入口，所述主散热器的出口连接循环泵的入口，所述氢气瓶的出口连接氢气-冷却液热交换器的氢气进口，所述氢气-冷却液热交换器的氢气出口连接引射器的入口，所述引射器的出口连接电堆阳极的氢气入口。
2.如权利要求1所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于：所述燃料电池热管理系统还包括气水分离器，所述气水分离器的二次流氢气入口连接电堆阳极的氢气出口，所述气水分离器的氢气出口连接引射器的入口。
3.如权利要求2所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于：所述燃料电池热管理系统还包括消音器，所述气水分离器的出水口、电堆阴极的空气出口及气水分离器的氢气出口分别连接消音器的入口。
4.如权利要求1所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于：所述主散热器为高温散热器。
5.如权利要求1所述的一种燃料电池热管理系统，其特征在于：所述循环泵为高压水泵。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320765356.9U CN219873608U (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种燃料电池热管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320765356.9U CN219873608U (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种燃料电池热管理系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219873608U true CN219873608U (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=88340769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320765356.9U Active CN219873608U (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种燃料电池热管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219873608U (zh) |
-
2023
- 2023-04-10 CN CN202320765356.9U patent/CN219873608U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN213660456U (zh) | 燃料电池散热系统 | |
| CN113851670B (zh) | 一种基于质子交换膜燃料电池的冷热电联供方法 | |
| CN114198157B (zh) | 一种燃料电池能量回收系统及控制方法 | |
| CN217983416U (zh) | 一种热电联供燃料电池系统 | |
| CN101517795A (zh) | 操作与吸收式冷凝器结合的燃料电池的方法和装置 | |
| CN208722999U (zh) | 一种用于大功率燃料电池的液相冷却模块 | |
| CN213304186U (zh) | 一种燃料电池系统 | |
| CN218385290U (zh) | 一种燃料电池相变强化散热系统 | |
| CN219873608U (zh) | 一种燃料电池热管理系统 | |
| CN216850010U (zh) | 一种液氢燃料电池热交换系统 | |
| CN214625114U (zh) | 一种液氢燃料电池余热回收系统 | |
| CN114023999B (zh) | 一种具有快速冷启动功能的燃料电池系统及其启动方法 | |
| CN215113252U (zh) | 一种储热调峰循环系统 | |
| CN201352583Y (zh) | 一种新型燃料电池冷却系统 | |
| CN111465264B (zh) | 一种基于液氢供能供冷的数据中心 | |
| CN210272553U (zh) | 一种中冷模块、燃料电池中冷系统 | |
| CN114171754A (zh) | 一种氢燃料电池低温运行支持装置 | |
| CN110159514B (zh) | 一种压缩空气储能发电冷热能源循环处理系统 | |
| CN113540619A (zh) | 一种火电厂储能系统的水冷系统及工作方法 | |
| CN211829036U (zh) | 一种燃料电池冷却系统、氢燃料电池及氢燃料电池发动机 | |
| CN215832222U (zh) | 一种基于质子交换膜燃料电池的冷热电联供系统 | |
| CN219800933U (zh) | 一种燃料电池发电单元热管理系统 | |
| CN221304738U (zh) | 一种氢燃料电池余热回收发电系统 | |
| CN115810771B (zh) | 一种利用液氢冷能的燃料电池热循环系统及方法 | |
| CN214254480U (zh) | 30kW氢燃料电池堆控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |