[发明专利]一种氢气加热装置

说明书

本发明涉及一种气体加热装置，具体涉及一种氢气加热装置，即将氢气加热升温的装置，在质子交换膜氢燃料电池系统中使用。燃料电池汽车在低温环境运行时，低温氢气连续不断的输入燃料电池堆，使氢气入口附近电堆的温度降低，不利于电堆正常发电，同时由于温度变化造成电堆产生应力应变，容易损坏电堆结构。本发明利用燃料电池冷却液带出燃料电池发热的热量，加热氢气解决这个问题。包括加热箱，氢气输入管路，氢气输出管路，氢气回流管路，换热装置，氢气加热流量控制阀，冷态氢气流量控制阀，输入温度检测器，输出温度检测器，氢气混流装置等。

技术领域

本发明涉及一种气体加热装置，具体涉及一种氢气加热装置，即将氢气加热升温的装置，在质子交换膜氢燃料电池系统中使用。

背景技术

质子交换膜氢燃料电池广泛应用于固定式发电领域、便携式发电领域、交通领域，尤其是在燃料电池电动汽车中，燃料电池发动机为核心部件。质子交换膜氢燃料电池堆发电温度在几十摄氏度到一百几十摄氏度，比如广泛使用的低温质子交换膜氢燃料电池的发电温度在六十摄氏度到八十摄氏度之间，如果燃料电池堆超出这个温度范围燃料电池就不能正常发电，甚至损坏。当燃料电池电动汽车在低温环境中运行时，比如零下三十摄氏度，储存于高压储氢罐的氢气也降至此温度，在燃料电池发动机工作时，低温氢气连续源源不断的输入燃料电池堆，使氢气入口附近电堆的温度降低，不利于电堆正常发电，同时由于温度变化造成电堆产生应力应变，容易损坏电堆结构。为了解决燃料电池在低温下运行，除了解决燃料电池堆本身的低温启动问题，也要解决低温供氢问题，需要对低温氢气进行加热，使之在进入电堆时达到合理的温度范围，满足燃料电池正常发电需求。迄今为止，在燃料电池行业里，还没有人提出并利用燃料电池冷却液加热氢气解决这个问题，本发明为一种氢气加热装置，就是解决上述问题。

查新结果如下：

网上查新：按“氢气加热”查询百度，所查文章内容主要是电加热氢气装置、氢气燃烧加热别的物质的装置、教学中使用的操作仪器完成化学反应时加热氢气，没有发现同本专利文件有冲突的报道。

使用国家知识产权局网站进行专利检索：按“氢气加热”进行检索，共有 231个专利，但是大部分是氢气燃烧加热别的物质，包括氢气加热炉，没有发现同本专利文件有冲突的专利。

发明内容

本发明的目的，就是解决燃料电池发动机低温环境下的供氢问题。

为了解决低温氢气带来的问题，本发明采取对低温氢气进行加热的方法，使其温度达到电堆适宜的温度范围，从而解决上述问题。

燃料电池发电过程是一个放热过程，燃料电池发动机为了散热通常采用冷却液散热，对于质子交换膜氢燃料电池该冷却液的温度一般处于60摄氏度到80 摄氏度之间，本方案设置加热箱，将发动机出口的高温冷却液暂存于此箱，在此加热箱对低温氢气进行加热。

一种氢气加热装置，包括加热箱1，氢气输入管路2，氢气输出管路3，氢气回流管路7，换热装置4及其换热装置入口5和换热装置出口6。

所述换热装置4设置在加热箱1内，加热箱1内盛放了加热液体；所述氢气输入管路2设置了氢气加热流量控制阀10及其氢气加热流量控制阀入口15，氢气输入管路2的输入端管路同氢气加热流量控制阀入口15连接，并通过氢气加热流量控制阀10与换热装置4的换热装置入口5连接；所述氢气输出管路3 设置氢气混流装置40及其冷态氢气入口41、加热氢气入口42和氢气出口43，氢气输出管路3的输出端管路同氢气出口43连接，并通过氢气混流装置40及其加热氢气入口42同换热装置出口6连接；所述氢气回流管路7设置了冷态氢气流量控制阀11，所述氢气加热流量控制阀入口15的前端连接管路通过冷态氢气流量控制阀11和氢气混流装置40的冷态氢气入口41连接；所述氢气加热流量控制阀入口15的前端连接管路还设置了输入温度检测器20和输入压力检测器30；所述氢气出口43的连接管路还设置了输出温度检测器21和输出压力检测器31。