[实用新型]一种燃料电池系统以及车辆

说明书

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆，所述系统包括定向加热装置和目标加热区域，所述定向加热装置包括导热本体，所述导热本体内设置有通道和加热区，所述通道流经加热区，所述通道的一端为工质出口；所述加热区内设置有热源，所述热源与通道内的工质发生热交换；所述工质出口朝向目标加热区域设置；本申请通过定向加热装置，能够使得通过通道的介质能够被加热，进而能够使得目标加热区域被加热，实现了热的传递，避免因为氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道，进而出现燃料电池系统冷启失败；且结构紧凑可以与现有的排水阀结构一体化集成设计，同时无需改变被加热件的结构。

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆。

背景技术

低温“冷启动”是车用燃料电池系统面临的难点之一。由于燃料电池反应本身生成水，低温环境下水蒸气易凝结、结冰，严重时会阻塞反应气体通道，影响系统的正常运行；为确保燃料电池系统在低温环境下正常运行，常采用加热装置对其关键部件加热，比如：在冷态环境中，氢侧系统的氢循环泵、回流连接管路以及排气、排水阀等常需要加热措施；尤其是氢侧的排水阀，在低温环境下，常出现残留水结冰阻塞流动通道，进而出现燃料电池系统冷启失败的失效模式。

常见的车用元件的加热措施有两种，其一是直接在被加热体上布置加热元件，该方法加热效率高，但针对车用系统受限因素很多：比如，组件结构需要增加可靠的密封结构；满足防水、防尘要求；增加保温、隔热措施等；通常该方法造成组件体积增大，对制造精度要求高，组件成本高。另外一种方法是将加热元件布置在被加热周围，通过部件间导热传递至目标位置，但通常加热元件距离被加热件的关键位置较远，在被加热部件材料导热性差的情况下，加热效率较低，获得收益较小。

对车用元件加热的现有技术包括：

现有技术1：通常加热元件直接布置在被加热体上，直接对元件加热

现有技术中如，CN101647147B：燃料电池系统

一种燃料电池排气排水阀，其阀体内部具备连通循环系统的内部和外部流路，内部流路将电堆循环系统的流体排出外部；外部流路即制冷剂独立流路，该流路贯穿阀体设置，从而实现排出阀升温，抑制冻结。

现有技术2：通常在元件外部周围布置加热元件，间接对元件加热

现有技术中如，CN110534768：燃料电池系统用排气排水单元

排气排水阀单元，利用树脂材料将气液分离器与排水排气阀一体化，减少散热，并在排水流路外部包围温水流路，实现冻结防止。

但是，现有技术中存在各种缺点包括：

现有技术1：该方案在组件内部设置循环流路，该种设计需要在阀的设计前期布置加热方案等，一般阀体占用空间较大，系统集成布置不灵活。

现有技术2：通常在元件外部周围布置加热元件或者循环管路，该外部循环管路距离元件内部关键位置较远，加热效率较低，同时外围空间占用较大。

因此，现有技术中的加热实施方法受限较多，需要探讨有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种直接针对部件易于结冰关键区加热且结构紧凑、匹配布置灵活的燃料电池系统以及车辆。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种燃料电池系统，包括定向加热装置和目标加热区域，所述定向加热装置包括导热本体，所述导热本体内设置有通道和加热区，所述通道流经加热区，所述通道的一端为工质出口；

所述加热区内设置有热源，所述热源与通道内的工质发生热交换；

所述工质出口朝向目标加热区域设置。