[发明专利]一种液氢燃料电池车及其冷量管理系统

说明书

本发明涉及一种液氢燃料电池车的冷量管理系统，包括液氢供应系统和燃料电池冷却系统，其中，液氢供应系统至少包括液氢储存罐、与液氢储存罐相连的液氢供应总管以及与液氢供应总管相连的第一支管；燃料电池冷却系统至少包括经过燃料电池的冷却液循环管以及设置在冷却液循环管上的冷却液循环泵；并且，第一支管与冷却液循环管连接于同一液氢‑冷却液换热器，以使液氢与冷却液相互换热。本发明中所公开的液氢燃料电池车的冷量管理系统中，液氢中的冷量和冷却液中的热量实现了互补，冷量和热量都实现了更充分的利用；并且该冷量管理系统中燃料电池冷却系统的零部件少，结构简单，占用空间小，利于整车布局。本发明还公开了一种液氢燃料电池车。

技术领域

本发明涉及燃料电池车设计生产技术领域，特别涉及一种液氢燃料电池车及其冷量管理系统。

背景技术

氢能具有来源多样、燃烧值高、利用高效、清洁环保等优点，受全球能源消费量不断增长和能源消耗导致气候问题的影响，氢燃料电池汽车作为一种“零排放、无污染”的载运工具，受到了越来越多的车企和用户的重视。

液氢储存技术具有重量轻、体积小、成本低、安全性高、加注时间短等优点，是氢动力汽车的首选储氢方式。储氢系统的氢气与空气系统的氧气在燃料电池电堆中发生电化学反应产生电能。为保证燃料电池反应速率，同时避免电池中的水结冰，需要维持燃料电池保持一定温度。

而液氢的温度为-252.78℃，在进入电堆反应前，需要对其进行加热气化处理，该过程需要消耗一定热量，直接对液氢进行加热不仅需要消耗额外能源，而且还使得液氢本身具备的冷量白白浪费掉。

氢燃料电池电堆中氢和氧生成水的反应为放热反应，产热功率与发电功率相当，且电堆功率越高产热越多，产生的热量需及时处理，否则影响电堆质子交换膜湿度，破坏电池双极板。目前的电堆冷却系统包括换热器、风扇、循环泵等，风扇体积庞大，随着电堆功率的不断提高，加之车辆空间有限，现有的冷却系统效果难以满足需求。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种液氢燃料电池车的冷量管理系统，以便一方面充分利用液氢所携带的冷量，另一方面充分利用冷却液所携带的热量，从而在保证氢燃料电池车各部件工作可靠性的前提下，缩小燃料电池冷却系统的整体体积，提高对冷却液的冷却效果以及液氢的气化效果，并降低整车能耗。

本发明的另一目的是提供一种采用上述冷量管理系统的液氢燃料电池车。

为达到上述目的，本发明提供的液氢燃料电池车的冷量管理系统，包括液氢供应系统和燃料电池冷却系统，其中，

所述液氢供应系统至少包括液氢储存罐、与所述液氢储存罐相连的液氢供应总管以及与所述液氢供应总管相连的第一支管；

所述燃料电池冷却系统至少包括经过燃料电池的冷却液循环管以及设置在所述冷却液循环管上的冷却液循环泵；

并且，所述第一支管与所述冷却液循环管连接于同一液氢-冷却液换热器，以使液氢与冷却液相互换热。

优选的，还包括用于为车内提供冷量的供冷系统，以及与所述液氢供应总管相连的第二支管，所述供冷系统至少包括空气流通管道以及串联在所述空气流通管道内的鼓风机，并且所述空气流通管道与所述第二支管连接于同一液氢-空气换热器，以使液氢与空气相互换热。

优选的，所述供冷系统内还串联有提高空气压力和流速的空气循环泵。

优选的，还包括设置在所述液氢-冷却液换热器、液氢-空气换热器以及所述燃料电池中的温度压力传感器。

优选的，还包括设置在所述液氢储存罐内的压力传感器。

优选的，还包括：

串设在所述第一支管上的第一进口阀；

串设在所述第二支管上的第二进口阀；