[发明专利]一种换热装置、燃料电池系统及其温控方法

权利要求书

1.一种换热装置，用于燃料电池系统，其特征在于，所述换热装置（5）包括冷流管路（51）和热流管路（52），所述冷流管路（51）中部套在所述热流管路（52）内，且所述冷流管路（51）内的冷流体的流动方向与所述热流管路（52）内的热流体的流动方向相反。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述冷流管路（51）的外壁设置有多个换热翅片（51b）。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述换热翅片（51b）的两端设置为楔形的导流结构（51d）。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述热流管路（52）包括与所述冷流管路（51）平行的换热管段和与所述换热管段连通且呈一定角度的热流入口（52a）和热流出口（52c），所述冷流管路（51）套在所述换热管段内，所述换热管段的两端部与所述冷流管路（51）之间密封连接。

5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置还包括密封堵头（53），所述密封堵头（53）包括堵头本体（53a）和径向密封圈（53b），所述堵头本体（53a）的外部设置有外螺纹，所述堵头本体（53a）外部与所述换热管段通过螺纹密封连接，内部与所述冷流管路（51）之间通过径向密封圈（53b）实现径向密封。

6.根据权利要求1-5任一项所述的换热装置，其特征在于，所述冷流管路（51）与所述热流管路（52）的材质均为金属或者合金。

7.一种燃料电池系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的换热装置（5）。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括电堆（6），所述电堆（6）包括第一进口（61）、第二进口（63）、第一出口（62）和第二出口（64），第一进口（61）为氢气回流口，所述冷流管路（51）的进口连接入堆前的氢气混合气的供气源，所述冷流管路（51）的出口连接所述第一进口（61），所述热流管路（52）的进口连接所述第一出口（62），所述热流管路（52）的出口连接所述第二进口（63）。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还包括储氢装置（1）、引射器（9）、氢喷（3）、气液分离器（7）和混合口（4），所述氢喷（3）的进口连接所述储氢装置（1），所述第二出口（64）连接所述气液分离器（7）的进口，所述气液分离器（7）的第一出口连接所述引射器（9）的入口，所述引射器（9）的出口和所述氢喷（3）的出口均连接至所述混合口（4），所述冷流管路（51）的进口连接所述混合口（4），所述冷流管路（51）的出口连接所述第一进口（61）。

10.一种燃料电池系统的温控方法，包括如权利要求1-6任一项所述的换热装置（5），所述温控方法包括如下步骤：

电堆（6）内出来的高温冷却液自热流入口（52a）进入热流管路（52），与冷流管路（51）换热降温后自热流出口（52c）流出热流管路（52），最终流回到电堆（6）；

电堆（6）出来的混合物经过气液分离后，气态混合物与新鲜氢气一起形成氢气混合气进入冷流管路（51），与热流管路（52）换热升温后再进入电堆（6）。