[发明专利]车载低温液氢燃料电池系统及燃料电池换热方法

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种车载低温液氢燃料电池系统及燃料电池换热方法，该车载低温液氢燃料电池系统，包括：燃料电池，车载储氢系统，余热利用系统和控制器；车载储氢系统包括液氢储罐和液氢汽化单元，液氢汽化单元包括液氢汽化器，液氢储罐通过液氢汽化器与燃料电池连接；余热利用系统包括换热管道，换热管道用于液氢汽化器与燃料电池和/或发热单元换热，换热管道上设置有控制阀；控制器根据燃料电池的响应功率控制控制阀开启或关闭。本发明的车载低温液氢燃料电池系统中，液氢汽化器与换热管道进行换热，控制器能够控制换热量，增加了燃料电池入口氢气的温度，提高了燃料电池的输出功率和寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种车载低温液氢燃料电池系统及燃料电池换热方法。

背景技术

传统的氢动力车用液氢储储存供应系统中，液氢由液氢储罐流出，经汽化器蒸发气化后，通过调压阀稳压，最终输送至燃料电池供应氢气。在该过程中，液氢经过汽化器不能保证全部液氢完全汽化，其中未汽化部分重新循环至液氢储罐，进行二次蒸发汽化后供氢。

目前车载用低温液态储氢技术存在如下弊端：液氢蒸发汽化后温度较低，但燃料电池内部工作温度较高，要求入口氢气温度不能太低，否则影响燃料电池输出功率和寿命。

综上所述，现有的车载低温液氢燃料电池系统中燃料电池的输出功率和寿命较低。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的燃料电池的输出功率和寿命较低的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的提出了一种车载低温液氢燃料电池系统，其中，包括：

燃料电池；

车载储氢系统，所述车载储氢系统包括液氢储罐和液氢汽化单元，所述液氢汽化单元包括液氢汽化器，所述液氢储罐通过所述液氢汽化器与所述燃料电池连接；

余热利用系统，所述余热利用系统包括换热管道，所述换热管道用于所述液氢汽化器与所述燃料电池和/或发热单元换热，所述换热管道上设置有控制阀；

控制器，所述控制器根据所述燃料电池的响应功率控制所述控制阀开启或关闭。

根据本发明的车载低温液氢燃料电池系统中，液氢汽化器与换热管道进行换热，所述控制器根据所述燃料电池的响应功率控制所述控制阀开启或关闭，控制器能够控制换热量，增加了燃料电池入口氢气的温度，提高了燃料电池的输出功率和寿命。

另外，根据本发明的车载低温液氢燃料电池系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述液氢汽化单元包括多个串联的所述液氢汽化器，所述换热管道包括多个换热管路，所述换热管路用于所述液氢汽化器与所述燃料电池和发热单元换热；

每个所述换热管路上设置有所述控制阀，所述控制器分别控制每个所述控制阀开启或关闭。

在本发明的一些实施例中，所述发热单元包括DC/DC转换器和动力电池，多个所述换热管路为燃料电池换热管路、DC/DC换热管路和动力电池换热管路，所述燃料电池换热管路用于所述液氢汽化器与所述燃料电池换热，所述DC/DC换热管路用于所述液氢汽化器与所述DC/DC转换器换热，所述动力电池换热管路用于所述液氢汽化器与所述动力电池换热。

在本发明的一些实施例中，所述车载储氢系统还包括气液分离器，所述气液分离器设置于所述液氢汽化器与所述燃料电池之间，所述气液分离器的出液口与所述液氢储罐的出口连通。

在本发明的一些实施例中，所述车载储氢系统还包括氢气缓冲罐，所述氢气缓冲罐设置在所述液氢汽化器与所述燃料电池之间。

在本发明的一些实施例中，所述车载储氢系统还包括氢气增压泵，所述氢气增压泵设置于所述气液分离器与所述氢气缓冲罐之间。