[发明专利]氢氧燃料电池系统

说明书

本发明公开氢氧燃料电池系统，包括电池堆、供氢系统、供空气系统、循环换热组件及热利用组件，通过供氢系统向电池堆输送氢气，通过供空气系统形成的空气输入流路向电池堆输送空气，空气和氢气进入电池堆中反应，发电的同时伴随着大量的热量的释放，当工质循环流路流经电池堆时，通过工质回收流路回收自所述电池堆换热完成后汽化的工质，因为工质回收流路上设置有第一涡旋膨胀机，汽化的工质流经过第一涡旋膨胀机，使得第一涡旋膨胀机转动，带动与第一涡旋压缩机联动设置的第一涡旋压缩机转动，实现对空气输入流路内的空气压缩增压以进入电池堆参与反应，充分利用释放的热量。

技术领域

本发明涉及汽车燃料电池领域，特别涉及一种氢氧燃料电池系统。

背景技术

近年来，国内氢氧燃料电池开发以车用质子交换膜燃料电池为主，已经具有系统自主开发能力且生产能力较强，主流车载燃料电池使用质子交换膜燃料电池，通过氢气和空气反应，发电的同时伴随着大量的热量的释放，现有技术中无法充分利用释放的热量，导致能量的浪费。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种氢氧燃料电池系统，旨在充分利用释放的热量，避免能量的浪费。

为实现上述目的，本发明提出一种氢氧燃料电池系统，包括：

电池堆；

供氢系统，用以向所述电池堆输送氢气；

供空气系统，形成有空气输入流路，用以向所述电池堆输送空气；

循环换热组件，所述循环换热组件上形成有工质循环流路，所述工质循环流路流经所述电池堆，所述工质循环流路包括用以回收自所述电池堆换热完成后汽化的工质的工质回收流路；以及，

热利用组件，包括设于所述工质回收流路上的第一涡旋膨胀机、以及设于所述空气输入流路上的第一涡旋压缩机，所述第一涡旋膨胀机与所述第一涡旋压缩机联动设置。

可选的，所述第一涡旋膨胀机和所述第一涡旋压缩机同轴布置，且通过第一连接轴相连接。

可选的，所述第一连接轴上设置有第一电机转子，所述第一电机转子用于与外界的定子结构组合形成发电机或者电动机，对应的，所述发电机的电输出端或者所述电动机的电输入端用于电连接可充电电池。

可选的，所述空气输入流路上设置有加湿器，所述加湿器用于连通水箱，以加湿流向所述第一涡旋压缩机的空气；和/或，

所述供空气系统还形成有空气输出流路，所述空气输出流路的一端连通所述电池堆，以将所述电池堆内未反应的空气输出，所述空气输出流路的另一端与所述工质回收流路相连通。

可选的，所述供氢系统形成有氢气循环流路，所述氢气循环流路包括氢气输入流路和氢气回收流路，所述氢气输入流路的一端和所述氢气回收流路的一端相连通，所述氢气输入流路的另一端和所述氢气回收流路的另一端分别与所述电池堆相连通。

可选的，所述氢气回收流路上设置有第一冷凝分离器，以分离回收的氢气与水汽。

可选的，所述氢气输入流路上设置有第二涡旋膨胀机；

所述氢气回收流路上设置有第二涡旋压缩机，所述第二涡旋压缩机和所述第二涡旋膨胀机联动设置。

可选的，所述氢气输入流路上还设置有第一伺服阀，以控制流向所述第二涡旋膨胀机的氢气的流量。

可选的，所述氢氧燃料电池系统还包括水位监测装置，所述水位监测装置用以监测所述电池堆内的水位；和/或，

所述氢氧燃料电池系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置用以检测所述电池堆内的温度。

可选的，所述工质循环流路包括向所述电池堆输送液态工质的工质输出流路，所述工质输出流路上设置有加热器，以加热向所述电池堆输送的液态工质。