[实用新型]车载燃料电池氢气管理系统

说明书

本实用新型公开了一种车载燃料电池氢气管理系统，包括燃料电池堆、氢气进气管和氢气排气管；氢气进气管上依次设有氢气温度调节单元、氢气温度传感器和氢气压力传感器，氢气温度传感器位于氢气温度调节单元和氢气压力传感器之间，氢气压力传感器位于燃料电池堆的氢气进气口；氢气温度调节单元包括加热器、冷却水管和供水箱，氢气进气管贯穿加热器的内部，冷却水管缠绕于加热器的外周，冷却水管的一端与供水箱的出水口连通，冷却水管的另一端与供水箱的进水口连通；氢气排气管上设有硫化氢浓度传感器；还包括处理器和报警单元。本实用新型对进入燃料电池堆的氢气的压力和温度进行监控，有利于提高燃料电池堆的燃烧效率，进而提高其发电效率。

技术领域

本实用新型属于车载燃料电池技术领域，特别是涉及一种车载燃料电池氢气管理系统。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说，燃料电池具有以下特点：(1)能量转化效率高，它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制；(2)燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45％～60％，而火力发电和核电的效率大约在30％～40％；(3)安装地点灵活，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便，燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适；(4)负荷响应快，运行质量高；燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率。由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。

氢气系统在燃料电池的工作过程中需要为电堆提供足够流量和压力的燃料，并实时监测氢气的剩余量，为了安全考虑，还需实时监测环境中氢气的泄漏量，在出现紧急情况时采取必要措施保证系数安全。

目前的燃料电池系统，对于氢气的供给都采用直接进入燃料电池堆，未对氢气进入电池堆的压力和温度进行监控，因此，影响燃料电池的燃烧效率，进而降低其发电效率。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种车载燃料电池氢气管理系统，对进入燃料电池堆的氢气的压力和温度进行监控，有利于提高燃料电池堆的燃烧效率，进而提高其发电效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种车载燃料电池氢气管理系统，包括燃料电池堆、氢气进气管和氢气排气管，所述氢气进气管与所述燃料电池堆的氢气进气口连通，所述氢气排气管与所述燃料电池堆的氢气出气口连通；

所述氢气进气管上(按氢气进气方向)依次设有氢气温度调节单元、氢气温度传感器和氢气压力传感器，所述氢气温度传感器位于所述氢气温度调节单元和所述氢气压力传感器之间，所述氢气压力传感器位于所述燃料电池堆的氢气进气口；

所述氢气温度调节单元包括加热器、冷却水管和供水箱，所述氢气进气管贯穿所述加热器的内部，所述冷却水管缠绕于所述加热器的外周，所述冷却水管的一端与所述供水箱的出水口通过出水管道连通，所述冷却水管的另一端与所述供水箱的进水口通过进水管道连通；

所述氢气排气管上设有硫化氢浓度传感器；

还包括处理器和报警单元，所述氢气温度传感器、氢气压力传感器、加热器、硫化氢浓度传感器和报警单元分别与所述处理器电连接。

进一步地说，所述氢气排气管通过三通与所述氢气进气管连通。

进一步地说，所述氢气温度传感器和所述氢气压力传感器之间设有氢气流量控制阀，所述氢气流量控制阀与所述处理器电连接。