[实用新型]氢燃料电池系统

说明书

本实用新型公开了一种氢燃料电池系统，该氢燃料电池系统包括电堆模块、冷却模块和空气供给模块；电堆模块设有与冷却模块连接的冷却液入口和冷却液出口；冷却模块包括储液箱、水泵、散热器和节温器；空气供给模块包括依次连接的空气压缩机、中冷器和增湿器，增湿器与电堆模块连接；节温器的出口与入堆模块连接；中冷器中设有散热管，该散热管的入口与节温器的出口连接，散热管的出口与水泵的入口连接。本实用新型充分利用空气供给模块中产生的热能，以及节温器的灵活调节流量的功能来维持电堆模块内的温度，不管是在炎热或是寒冷的环境，本氢燃料电池系统均能够快速适应，具有广泛推广应用价值。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，具体涉及一种氢燃料电池系统。

背景技术

氢燃料电池是一种清洁、高效的绿色环保电源，可广泛应用于汽车动力、备用电源、分布式电站等许多领域。

质子交换膜式氢燃料电池是其中应用较为广泛的一类。该类型的氢燃料电池由于电化学反应产生的水会残留在电堆的内部，在冰点以下的低温环境中会发生结冰，这就对整个燃料电池系统的启动造成影响，尤其在极低的环境中可能会出现启动缓慢、甚至无法启动等问题。氢燃料电池的环境适应性决定着其能否广泛应用于民用和军用等商业化市场的重要因素，特别是在交通领域中，低温下的冷启动是氢燃料电池汽车面临的重要挑战之一。

现有的氢燃料电池在低温环境下使用时，需要在冷却液回路上装加热器、加热棒等大功率的加热设备，并配备相应的供电电源，通过加热冷却液，快速升高电堆内部的温度后再启动。相应地，该种针对冷却液回路增设加热器的方式增加了氢燃料电池的体积、重量和成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种氢燃料电池系统，旨在解决现有技术中针对冷却液回路增设加热器的方法增加了氢燃料电池的体积、重量和成本的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种氢燃料电池系统，该氢燃料电池系统包括电堆模块、冷却模块和空气供给模块；所述电堆模块设有与所述冷却模块连接的冷却液入口和冷却液出口；所述冷却模块包括储液箱、水泵、散热器和节温器；所述空气供给模块包括依次连接的空气压缩机、中冷器和增湿器，所述增湿器与所述电堆模块连接；

所述水泵的入口与储液箱的出口连接，所述水泵的出口具有两条支路，其中一支路连接所述节温器的第一入口，另一支路连接所述散热器的入口，所述散热器的出口与节温器的第二入口连接，所述节温器的出口与所述冷却液入口连接，所述冷却液出口与所述水泵的入口连接；

所述中冷器中设有散热管，该散热管的入口与所述节温器的出口连接，散热管的出口与所述水泵的入口连接。

优选地，所述空气供给模块还包括入堆节气门、尾排节气门和吹扫电磁阀；所述电堆模块还设有空气入口和空气出口；所述入堆节气门的进气口与所述增湿器连接，所述入堆节气门的出气口与所述电堆模块的空气入口连接；所述尾排节气门的进气口与所述电堆模块的空气出口连接；

所述吹扫电磁阀的进气口与所述中冷器连接，所述吹扫电磁阀的出气口与所述电堆模块的空气入口连通。

优选地，氢燃料电池系统还包括通风管道和尾排模块，所述尾排模块包括消音器和排气阀，所述电堆模块还设有通风入口和通风出口，所述通风管道的两端分别与所述中冷器和所述电堆模块的通风入口连通，所述电堆模块的空气出口、消音器和排气阀依次连接，所述电堆模块的通风出口与所述排气阀连接。

优选地，所述空气供给模块还包括相互串联且位于所述空气压缩机和消音器之间的旁路流量计和旁通阀。

优选地，氢燃料电池系统还包括控制器和氢气浓度传感器，所述氢气浓度传感器设置于所述排气阀的出口位置，所述控制器与所述氢气浓度传感器电连接。

优选地，氢燃料电池系统还包括设置于所述电堆模块的通风出口的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接。