[发明专利]一种供氢系统、燃料电池发动机及车辆

说明书

本发明公开了一种供氢系统、燃料电池发动机及车辆，涉及燃料电池车技术领域。该供氢系统包括：氢气供给管路，其上设置有氢气加热器和喷射引射器，氢气加热器的进气口被配置为与氢气供给源连通，氢气加热器的出气口与喷射引射器的入口连通，喷射引射器的出口被配置为与电堆的阳极入口连通；氢气循环管路，其进口端和出口端被配置为分别与电堆的阳极出口和喷射引射器的入口连通；排气阀，排气阀的一端与氢气循环管路连通，排气阀的另一端与供氢系统的外部连通。通过该供氢系统为电堆供应氢气时，可满足燃料电池发动机在全工况下的工作需求，功耗小，且在长期使用过程中可以保证氢气供应质量，保证电堆的反应效率。

技术领域

本发明涉及燃料电池车技术领域，尤其涉及一种供氢系统、燃料电池发动机及车辆。

背景技术

作为新能源车辆，燃料电池车因具有高效率和零排放的特点，有着广阔的发展前景。燃料电池发动机方案设计是燃料电池车的核心技术，决定了燃料电池车的性能和寿命。燃料电池发动机主要包括电堆、空气供应系统、供氢系统和水热管理系统等。其中，供氢系统主要包括氢气供给管路和氢气循环管路。具体地，氢气供给管路与电堆连接，以将氢供给源中的高纯度氢气连续提供给电堆，保证电堆中电化学反应的正常进行。氢气循环管路则同时连接电堆的出口和氢气供给管路，通过氢气循环管路可以将电堆中未利用的氢气循环至氢气供给管路中，实现氢气的更充分利用，提高系统的经济性。

目前，为实现氢气的循环供给，一些供氢系统中，在氢气循环管路上设置有氢循环泵，通过氢循环泵将氢气循环管路中的氢气送入氢气供给管路中。另一些供氢系统中，在氢气供给管路上设置有引射器，引射器入口同时与氢气循环管路连接，通过引射器可以将氢气循环管路中的氢气引入氢气供给管路中。

然而，以上设置存在以下问题：(1)当使用氢循环泵时，会产生额外的能耗，且噪音和振动较大；(2)当使用引射器时，虽然其可避免氢循环泵带来的问题，但氢气供应流量等参数无法调节，不能满足燃料电池发动机在全工况下的工作需求；(3)无论使用氢循环泵还是引射器，在氢气循环过程中，电堆产生的氮气等杂质都会混入氢气循环管路，之后这些混有杂质的氢气再进入电堆中，长时间使用会造成电堆的反应效率降低。

基于此，亟需一种供氢系统、燃料电池发动机及车辆，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供氢系统、燃料电池发动机及车辆，在为电堆供应氢气时，可满足燃料电池发动机在全工况下的工作需求，功耗小，且在长期使用过程中可以保证氢气供应质量，保证电堆的反应效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种供氢系统，用于为燃料电池发动机中的电堆供应氢气，所述供氢系统包括：

氢气供给管路，所述氢气供给管路上设置有氢气加热器和喷射引射器，所述氢气加热器的进气口被配置为与氢气供给源连通，所述氢气加热器的出气口与所述喷射引射器的入口连通，所述喷射引射器的出口被配置为与所述电堆的阳极入口连通；

氢气循环管路，所述氢气循环管路的进口端被配置为与所述电堆的阳极出口连通，所述氢气循环管路的出口端被配置为与所述喷射引射器的入口连通；

排气阀，所述排气阀的一端与所述氢气循环管路连通，所述排气阀的另一端与所述供氢系统的外部连通。

可选地，位于所述氢气加热器和所述喷射引射器之间的所述氢气供给管路上设置有供氢截止阀。

可选地，所述喷射引射器包括一体化设置的喷射器和引射器，所述喷射器的入口分别与所述氢气加热器的出气口和所述氢气循环管路的出口端连通，所述喷射器的出口与所述引射器的出口连通，所述引射器的出口被配置为与所述电堆的阳极入口连通。

可选地，所述喷射引射器的出口与所述电堆的阳极入口之间的所述氢气供给管路连接有安全泄放阀。