一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置的制作方法

1.本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置。


背景技术：

2.目前，随着电动车的广泛应用，各种电池技术得到了广泛发展，随之带来电池技术的革新，燃料电池由于其可以将化学能直接转换为电能，获得了广泛应用，随着大型高功率的燃料电池系统研制，燃料电池系统已被用于重卡，在应用于重卡时，一般的储氢罐容量无法满足需求，因此整车需要匹配液氢用于满足氢耗。一般的液氢汽化系统中的空温式换热气采用自然空气对流的方式进行换热，会导致换热板表面结霜，降低其换热效率，此外在低温下其换热效率较低。而空压机出口的空气温度较高，存在对燃料电池系统进一步优化的可能。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置。
4.为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，所述温度控制装置包括液氢罐、空温式换热器、第一温度传感器、空滤、空压机、第一三通阀、中冷器、第二三通阀、消音器、分水件、空气尾排管路、导流罩和电堆；所述液氢罐输出连接空温式换热器，空温式换热器输出连接电堆；所述空温式换热器和电堆之间设置有第一温度传感器；所述空压机通过空滤吸入空气，所述空压机输出端连接第一三通阀，所述第一三通阀一个出口连接中冷器，另一个出口连接分水件输入口，所述中冷器输出口连接电堆；所述电堆空气输出口连接消音器，所述消音器连接第二三通阀，所述第二三通阀其中一个输出口连接分水件，另一个输出口连接外部空气；所述分水件输出口连接导流罩；所述导流罩喷口对准空温式换热器。
5.优选地，所述第一三通阀、第二三通阀受控于燃料电池系统控制器。
6.优选地，所述第一三通阀和第二三通阀开度受控于第一温度传感器值。
7.本发明具有以下有益效果：采用本发明的一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置后，通过对空气循环系统和氢气循环系统的综合设计，实现了利用空气循环系统的高温气体加热氢气循环系统的空温式换热器，即降低了燃料电池系统的整体温度，又使得氢气的升温速度更快，提高了燃料电池系统的性能。
附图说明
8.图 1为本发明一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置组成示意图。
具体实施方式
9.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
10.参见图1，一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，所述温度控制装置包括液氢罐、空温式换热器、第一温度传感器（t1）、空滤、空压机、第一三通阀（三通阀1）、中冷器、第二三通阀（三通阀2）、消音器、分水件、空气尾排管路、导流罩和电堆；所述液氢罐输出连接空温式换热器，空温式换热器输出连接电堆；所述空温式换热器和电堆之间设置有第一温度传感器；所述空压机通过空滤吸入空气，所述空压机输出端连接第一三通阀，所述第一三通阀一个出口连接中冷器，另一个出口连接分水件输入口，所述中冷器输出口连接电堆；所述电堆空气输出口连接消音器，所述消音器连接第二三通阀，所述第二三通阀其中一个输出口连接分水件，另一个输出口连接外部空气；所述分水件输出口连接导流罩；所述导流罩喷口对准空温式换热器。
11.具体实施时，所述第一三通阀、第二三通阀受控于燃料电池系统控制器。
12.具体实施时，所述第一三通阀和第二三通阀开度受控于第一温度传感器值。
13.工作过程：当燃料电池系统运行时，根据第一温度传感器t1的值，实时计算需求的空气吹入量，当计算出仅使用电堆空气出口的空气即可满足空温式换热器的升温要求则控制第一三通阀和第二三通阀先将空气送入电堆再吹向空温式换热器，当计算出仅使用电堆空气出口的空气不能满足空温式换热器的升温要求则控制第一三通阀同时打开流向电堆和流向分水件的通路，同时增加空压机转速，满足空温式换热器升温需求。
14.本发明的一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，通过对空气循环系统和氢气循环系统的综合设计，实现了利用空气循环系统的高温气体加热氢气循环系统的空温式换热器，即降低了燃料电池系统的整体温度，又使得氢气的升温速度更快，提高了燃料电池系统的性能。
15.虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。


技术特征：
1.一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，其特征在于：所述温度控制装置包括液氢罐、空温式换热器、第一温度传感器、空滤、空压机、第一三通阀、中冷器、第二三通阀、消音器、分水件、空气尾排管路、导流罩和电堆；所述液氢罐输出连接空温式换热器，空温式换热器输出连接电堆；所述空温式换热器和电堆之间设置有第一温度传感器；所述空压机通过空滤吸入空气，所述空压机输出端连接第一三通阀，所述第一三通阀一个出口连接中冷器，另一个出口连接分水件输入口，所述中冷器输出口连接电堆；所述电堆空气输出口连接消音器，所述消音器连接第二三通阀，所述第二三通阀其中一个输出口连接分水件，另一个输出口连接外部空气；所述分水件输出口连接导流罩；所述导流罩喷口对准空温式换热器。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，其特征在于：所述第一三通阀、第二三通阀受控于燃料电池系统控制器。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，其特征在于：所述第一三通阀和第二三通阀开度受控于第一温度传感器值。

技术总结
本发明公开了一种燃料电池液氢汽化辅助温度控制装置，包括液氢罐、空温式换热器、第一温度传感器、空滤、空压机、第一三通阀、中冷器、第二三通阀、消音器、分水件、空气尾排管路、导流罩和电堆；液氢罐输出连接空温式换热器，空温式换热器输出连接电堆；空温式换热器和电堆之间设置有第一温度传感器；空压机输出端连接第一三通阀，第一三通阀一个出口连接中冷器，另一个出口连接分水件输入口，中冷器输出口连接电堆；电堆空气输出口连接消音器，消音器连接第二三通阀，第二三通阀其中一个输出口连接分水件，另一个输出口连接外部空气；分水件输出口连接导流罩；导流罩喷口对准空温式换热器。本发明提高了燃料电池系统的性能。本发明提高了燃料电池系统的性能。本发明提高了燃料电池系统的性能。


技术研发人员：方川 李文文 李飞强 张国强
受保护的技术使用者：北京亿华通科技股份有限公司
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/6/10