CN105552401B - 燃料电池设备及燃料电池能源*** - Google Patents

燃料电池设备及燃料电池能源*** Download PDF

Info

Publication number
CN105552401B
CN105552401B CN201610078221.XA CN201610078221A CN105552401B CN 105552401 B CN105552401 B CN 105552401B CN 201610078221 A CN201610078221 A CN 201610078221A CN 105552401 B CN105552401 B CN 105552401B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
exchanger tube
fuel cell
input pipe
reactant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610078221.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105552401A (zh
Inventor
宋亚婷
汤浩
杨海玉
刘志伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Electric Corp
Original Assignee
Dongfang Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Electric Corp filed Critical Dongfang Electric Corp
Priority to CN201610078221.XA priority Critical patent/CN105552401B/zh
Publication of CN105552401A publication Critical patent/CN105552401A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105552401B publication Critical patent/CN105552401B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供了一种燃料电池设备及燃料电池能源***，燃料电池设备包括：电堆；反应物输入管，与电堆连接以输入反应物；换热管，与反应物输入管的至少一部分并行设置，且换热管内的流通通道与反应物输入管内的流通通道通过一隔壁相间隔；第一导热部，连接电堆和换热管，以将电堆产生的废热传递到换热管。该燃料电池设备的换热管用于与反应物输入管进行换热而第一导热部则将电堆产生的废热传递到换热管，因此换热管将电堆产生的废热传递给反应物输入管以保持反应物输入管及其内的反应物的温度，避免由于温度过低造成水分冷凝而影响反应物顺畅输送，或造成电堆水淹，此外，该燃料电池设备耗能少，起到了节能环保的效果。

Description

燃料电池设备及燃料电池能源***
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，具体而言，涉及一种燃料电池设备及燃料电池能源***。
背景技术
燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，由于不受卡诺循环的限制，其直接发电效率可高达45％以上，具有环保、能量转化效率高、寿命长等特点，在航空航天、潜艇、电动车、电站、移动设备、居民家庭等领域存在广泛的应用前景。以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为例，电池核心发电模块——电堆由若干个单电池串联组成，单电池由膜电极、阳极板和阴极板(或双极板)配合形成三明治结构。其中阳极板和阴极板上刻有流道，为反应气体提供运输通道。燃料氢气沿阳极板流道分配在膜电极的阳极侧，在阳极催化剂的作用下解离成电子和质子，电子经外电路到达阴极，质子直接穿过膜电极到达阴极，与阴极反应气体中的氧气反应生成水。此过程的产物为电能、热和水。以电堆为核心，燃料电池***集成了电源管理，热管理等模块，具有气、电、热、水统筹管理的特征。
质子交换膜燃料电池的性能很大程度上决定于质子交换膜的导电性，这就要求电堆保持良好的湿润状态。一般情况下，需要进行外加湿方式满足电堆湿度。外加湿指利用加湿设备对进入电堆前的反应气加湿，反应气体达到特定温湿度后进入电堆参与电化学反应。由于被加湿的反应气体从加湿设备到电堆要经过一段管路，此过程若不进行保温伴热措施，管路散热会引起反应气体中的水分部分冷凝，管路中聚集的液态水容易导致管路压损过大，严重时会形成液封影响反应气体的稳定流动。
现有技术的燃料电池设备一般利用保温层和电伴热对加湿设备到电堆的一段管路进行保温。如图1所示，燃料电池设备的原料气体为空气和氢气，空气经过第一反应物加湿器81，氢气经过第二反应物加湿器82，加湿后的气体分别通过第一反应物输入管21和第二反应物输入管22进入电堆10，其中第一反应物输入管21和第二反应物输入管22外侧设置有电伴热和保温层，以防止反应气体中的水分冷凝。此种方法虽然可以防止被加湿的反应气体中的水分大量冷凝，但是稳定性低、能耗高、安全可靠性差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种燃料电池设备及燃料电池能源***，以解决现有技术中的燃料电池设备的伴热保温装置能耗高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池设备，包括：电堆；反应物输入管，与电堆连接以输入反应物；换热管，与反应物输入管的至少一部分并行设置，且换热管内的流通通道与反应物输入管内的流通通道通过一隔壁相间隔；第一导热部，连接电堆和换热管，以将电堆产生的废热传递到换热管。
进一步地，反应物输入管包括：第一反应物输入管，与电堆连接以输入第一反应物；第二反应物输入管，与电堆连接以输入第二反应物；换热管同时与第一反应物输入管和第二反应物输入管进行热传递。
进一步地，反应物输入管包括：第一反应物输入管，与电堆连接以输入第一反应物；第二反应物输入管，与电堆连接以输入第二反应物；换热管包括：第一换热管，与第一反应物输入管的至少一部分并行设置，且第一换热管与第一反应物输入管进行热传递；第二换热管，与第二反应物输入管的至少一部分并行设置，且第二换热管与第二反应物输入管进行热传递；第一导热部与第一换热管和/或第二换热管连接。
进一步地，换热管的入口位于换热管的靠近电堆的一端，换热管的出口位于换热管的远离电堆的一端。
进一步地，燃料电池设备还包括：热循环部，包括换热输入管、水箱、泵体和热回流管，热输入管连接水箱的出口和电堆的换热入口，泵体设置在热输入管上，热回流管连接电堆的换热出口和水箱的入口；第一导热部包括：第一支管，连接热回流管和换热管。
进一步地，燃料电池设备还包括回流支管，回流支管连接换热管与水箱的入口。
进一步地，热循环部还包括散热器，设置在热回流管上，第一支管连接在热回流管的散热器和水箱之间的管路上。
进一步地，燃料电池设备还包括：尾气管，与电堆连接以输出尾气；第一导热部包括：第二支管，连接尾气管和换热管。
进一步地，尾气管包括用于输出电堆的阴极的尾气的阴极尾气管和用于输出电堆的阳极的尾气的阳极尾气管；第二支管同时与阴极尾气管和阳极尾气管连接。
进一步地，反应物输入管和换热管形成三层套管结构，三层套管结构包括内流通通道、中间流通通道和外流通通道，其中内流通通道和外流通通道均为反应物输入管或换热管。
进一步地，反应物输入管和换热管形成三层夹层管结构，三层夹层管结构包括上管、下管和夹持在上管与下管之间的中管，其中上管和下管均为反应物输入管或换热管。
根据本发明的另一方面，还提供了一种燃料电池能源***，包括燃料电池设备和负载，燃料电池设备为上述的燃料电池设备。
进一步地，燃料电池能源***还包括第二导热部，与负载和燃料电池设备的换热管连接，以将负载产生的废热传递到换热管。
应用本发明的技术方案，燃料电池设备包括换热管和第一导热部，其中换热管用于与反应物输入管进行换热而第一导热部则将电堆产生的废热传递到换热管，因此换热管将电堆产生的废热传递给反应物输入管以保持反应物输入管及其内的反应物的温度，避免由于温度过低造成水分冷凝而影响反应物顺畅输送，或造成电堆水淹，此外，该燃料电池设备利用电堆的废热对反应物输入管进行加热保温，耗能少，起到了节能环保的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中的燃料电池动力***的实施例的示意图；
图2示出了根据本发明的燃料电池动力***的实施例的示意图；
图3A示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第一种实施例的纵剖示意图；
图3B示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第一种实施例的横剖示意图；
图4A示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第二种实施例的纵剖示意图；
图4B示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第二种实施例的横剖示意图；
图5A示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第三种实施例的纵剖示意图；
图5B示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第三种实施例的横剖示意图；
图6A示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第四种实施例的纵剖示意图；
图6B示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第四种实施例的横剖示意图；
图7A示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第四种实施例的纵剖示意图；以及
图7B示出了根据本发明的燃料电池设备的反应物输入管和换热管的第四种实施例的横剖示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、电堆；20、反应物输入管；21、第一反应物输入管；22、第二反应物输入管；30、换热管；31、第一换热管；32、第二换热管；41、水箱；42、泵体；43、散热器；50、第一支管；60、回流支管；71、阴极尾气管；72、阳极尾气管；81、第一反应物加湿器；82、第二反应物加湿器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池设备，如图2所示出的实施例，该燃料电池设备包括：电堆10；反应物输入管20，与电堆10连接以输入反应物；换热管30，与反应物输入管20的至少一部分并行设置，且换热管30内的流通通道与反应物输入管20内的流通通道通过一隔壁相间隔；第一导热部，连接电堆10和换热管30，以将电堆10产生的废热传递到换热管30。
本发明的燃料电池设备包括换热管30和第一导热部，其中换热管30用于与反应物输入管20进行换热而第一导热部则将电堆10产生的废热传递到换热管30，因此换热管30将电堆10产生的废热传递给反应物输入管20以保持反应物输入管20及其内的反应物的温度，避免由于温度过低造成水分冷凝而影响反应物顺畅输送，或造成电堆水淹，此外，该燃料电池设备利用电堆10的废热对反应物输入管进行加热保温，耗能少，起到了节能环保的效果。
优选地，反应物输入管20包括：第一反应物输入管21，与电堆10连接以输入第一反应物；第二反应物输入管22，与电堆10连接以输入第二反应物；换热管30同时与第一反应物输入管21和第二反应物输入管22进行热传递。
在一种未在图中示出的实施例中，换热管30为单根换热管，第一反应物输入管21和第二反应物输入管22均与单根的换热管30进行换热。
反应物输入管20包括：第一反应物输入管21，与电堆10连接以输入第一反应物；第二反应物输入管22，与电堆10连接以输入第二反应物；换热管30包括：第一换热管31，与第一反应物输入管21的至少一部分并行设置，且第一换热管31与第一反应物输入管21进行热传递；第二换热管32，与第二反应物输入管22的至少一部分并行设置，且第二换热管32与第二反应物输入管22进行热传递；第一导热部与第一换热管31和第二换热管32中任意一管连接，或同时与第一换热管31和第二换热管32连接。
在图2示出的实施例中，换热管30包括与第一反应物输入管21配合的第一换热管31，和与第二反应物输入管22配合的第二换热管32，即换热管30为多跟管设置，第一导热部同时与第一换热管31和第二换热管32连接，这样不需要两根反应物输入管设置在一起，即采用这种结构可以使得燃料电池设备的反应物输入管能够更灵活的布置。
优选地，换热管30的入口位于换热管30的靠近电堆10的一端，换热管30的出口位于换热管30的远离电堆10的一端。即换热管30内的流体的流动方向与反应物输入管20内的反应物的流动方向相反。
优选地，在图2示出的实施例中，燃料电池设备还包括：热循环部，包括换热输入管、水箱41、泵体42和热回流管，热输入管连接水箱41的出口和电堆10的换热入口，泵体42设置在热输入管上，热回流管连接电堆10的换热出口和水箱41的入口；第一导热部包括：第一支管50，连接热回流管和换热管30。
在该实施例中，燃料电池设备包括热循环部，热循环部通过与电堆10的换热以保持电堆10的温度在预设范围内，当电堆10温度过高时，热循环部为电堆10进行冷却，当电堆10温度过低时，热循环部为电堆10进行升温。而电堆10运行过程中的正常温度不低于反应物输入管20的预设温度，因此无论热循环部对电堆10进行冷却还是加热，热循环部的导热流体均可以作为加热反应物输入管20的直接热源。第一支管50将热循环部的回流支管中的流体导入换热管30内，即将电堆10的热量传递至换热管30用于保持反应物输入管20的温度，这样反应物输入管20就不需要单独设置加热保温的装置，节省了能源。
优选地，燃料电池设备还包括回流支管60，回流支管60连接换热管30与水箱41的入口。流经换热管30的流体通过回流支管60回到热循环部的水箱41，继续参与热循环。
优选地，热循环部还包括散热器43，设置在热回流管上，第一支管50连接在热回流管的散热器43和水箱41之间的管路上。散热器43能够冷却流出电堆10的热循环流体，提高热循环部的对电堆10的散热效率。而第一支管50的设置位置使得流出电堆10的流体先经过散热器43的散热再进入换热管30，流体先经过散热器43散热，这样可以控制进入换热管30的流体的温度不会过高。
图2示出的实施例中，反应物为空气和氢气，空气原料经过第一反应物加湿器81加湿后通入第一反应物输入管21并进入电堆10的阴极，参与反应后产生阴极尾气随阴极尾气管71排放到尾气***；氢气原料经过第二反应物加湿器82加湿后通入第二反应物输入管22并进入电堆10的阳极，参与反应后产生阳极尾气随阳极尾气管72排放到尾气***；燃料电池设备的热循环部的液体存储于水箱41中，泵体42驱动液体通过换热输入管进入电堆10，与电堆10换热后再从热回流管回到水箱41中，其中一部分从电堆10排出的液体通过第一支管50进入与第一反应物输入管21配合的第一换热管31或与第二反应物输入管22配合的第二换热管32，进入换热管的液体最终通过回流支管60回到水箱41参与下一次循环，其中进入各换热管的液体的流量可以根据反应气体的温度和进堆温度灵活调节。
优选地，在一种未在附图中示出的实施例中，燃料电池设备还包括：尾气管，与电堆10连接以输出尾气；第一导热部包括：第二支管，连接尾气管和换热管30。
在该实施例中，燃料电池设备利用电堆10排出的尾气的废热为反应物输入管20提供加热，即通过第二支管将尾气管和换热管30连通，将尾气导入换热管30。由于燃料电池设备的 尾气的温度接近于电堆10的温度，因此可以利用尾气为反应物输入管20加热，以避免水分凝结。
在另一种实施例中，燃料电池设备的第一导热部同时包括第一支管和第二支管，即同时利用热循环部和尾气的废热。
优选地，尾气管包括用于输出电堆10的阴极的尾气的阴极尾气管71和用于输出电堆10的阳极的尾气的阳极尾气管72；第二支管同时与阴极尾气管71和阳极尾气管72连接。更优选地，进行换热后的尾气依然被排出至尾气***，即燃料电池***还设置有管路连接换热管30和尾气***。
燃料电池***在正常运行时，电堆冷却介质、阴极尾气和阳极尾气的温度一般与进堆前反应气体温度相近似，高于环境温度，所以利用电堆冷却介质、阴极尾气和阳极尾气对反应物输入管20内的反应物进行加热保温。
优选地，反应物输入管20和换热管30之间具有多种设置方式，形成不同的换热结构，主要包括以下几种。
A-B型套管，如图3A和3B所示，两个管道形成的双层套管结构中，被加湿的空气或氢气在内层流动时，具有一定热量流体介质在外层套管流动，对管内的空气或氢气起到保温作用。
三层套管结构，三层套管结构包括内流通通道、中间流通通道和外流通通道，其中内流通通道和外流通通道均为反应物输入管20或换热管30。三层套管结构又包括：
B-A-B型套管，如图4A和4B所示，三个管道形成的三层套管结构中，被加湿的空气或氢气在中间套管层内流动，具有一定热量的流体介质在内层和外层流动，对中间层的空气或氢气起到保温作用，此种结构使得被加热的气体能够获得更大的加热效率；
A-B-A型套管，如图5A和5B所示，三个管道形成的三层套管结构中，被加湿的空气或氢气在内层和外层流动，具有一定热量的流体介质在中间层流动，同时对内层和外层的空气或氢气起到保温作用，此种结构能够充分利用流体介质热量，提高热利用率。
三层夹层管结构，三层夹层管结构包括上管、下管和夹持在上管与下管之间的中管，其中上管和下管均为反应物输入管20或换热管30。三层夹层管结构又包括：
B-A-B型间壁夹层管，如图6A和6B所示，该夹层管具有三层空间的间壁结构，被加湿的空气或氢气在中间层流动，具有一定热量的流体介质在边层流动，对中间层的空气或氢气起到保温作用，与B-A-B型套管类似，此种结构使得被加热的气体能够获得更大的加热效率；
A-B-A型间壁夹层管，如图7A和7B所示，该夹层管具有三层空间的间壁结构，被加湿的空气或氢气在边层流动，具有一定热量的流体介质在中间层流动，对边层的空气或氢气起到保温作用，与A-B-A型套管类似，此种结构能够充分利用流体介质热量，提高热利用率。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种燃料电池能源***，如图2所示，该燃料电池能源***包括燃料电池设备和负载，燃料电池设备为上述的燃料电池设备。
优选地，燃料电池能源***还包括第二导热部，与负载和燃料电池设备的换热管30连接，以将负载产生的废热传递到换热管30。
燃料电池***负载在消耗电能时会产生一部分热量，一般需要冷却介质进行冷却，例如图2中的自来水，以防负载过热，此冷却介质的温度可控制低于负载过热保护温度，例如50℃～70℃，高于环境温度，所以，此部分热量也可用于对进堆反应气进行保温，即将负载冷却介质通过第二导热部导入换热管30，以对反应物输入管20进行加热保温。
本发明的燃料电池设备及燃料电池能源***，利用电堆冷却介质、阴极尾气、阳极尾气、负载冷却介质的热量为反应气体从加湿器到进堆前的管路进行保温，可以有效防止被加湿的氢气和空气进堆前由于管路自身散热引起的水分冷凝，避免因冷凝水聚集造成的反应气体进堆流速波动，保持反应气体输送顺畅，且避免发生电堆水淹。因此，本方案能够提高燃料电池设备的能量效率及电堆稳定性，同时可以替代现有的设置在进堆管路上的电加热和保温层，减少能源消耗，提高***安全可靠性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种燃料电池设备，其特征在于，包括：
电堆(10)；
反应物输入管(20)，与所述电堆(10)连接以输入反应物；
换热管(30)，与所述反应物输入管(20)的至少一部分并行设置，且所述换热管(30)内的流通通道与所述反应物输入管(20)内的流通通道通过一隔壁相间隔；
第一导热部，连接所述电堆(10)和所述换热管(30)，以将所述电堆(10)产生的废热传递到所述换热管(30)；
所述换热管(30)的入口位于所述换热管(30)的靠近所述电堆(10)的一端，所述换热管(30)的出口位于所述换热管(30)的远离所述电堆(10)的一端；
所述燃料电池设备还包括：
尾气管，与所述电堆(10)连接以输出尾气；
所述第一导热部包括：
第二支管，连接所述尾气管和所述换热管(30)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，所述反应物输入管(20)包括：
第一反应物输入管(21)，与所述电堆(10)连接以输入第一反应物；
第二反应物输入管(22)，与所述电堆(10)连接以输入第二反应物；
所述换热管(30)同时与所述第一反应物输入管(21)和所述第二反应物输入管(22)进行热传递。
3.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，所述反应物输入管(20)包括：
第一反应物输入管(21)，与所述电堆(10)连接以输入第一反应物；
第二反应物输入管(22)，与所述电堆(10)连接以输入第二反应物；
所述换热管(30)包括：
第一换热管(31)，与所述第一反应物输入管(21)的至少一部分并行设置，且所述第一换热管(31)与所述第一反应物输入管(21)进行热传递；
第二换热管(32)，与所述第二反应物输入管(22)的至少一部分并行设置，且所述第二换热管(32)与所述第二反应物输入管(22)进行热传递；
所述第一导热部与所述第一换热管(31)和/或所述第二换热管(32)连接。
4.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，
所述燃料电池设备还包括：
热循环部，包括换热输入管、水箱(41)、泵体(42)和热回流管，所述热输入管连接所述水箱(41)的出口和所述电堆(10)的换热入口，所述泵体(42)设置在所述热输入管上，所述热回流管连接所述电堆(10)的换热出口和所述水箱(41)的入口；
所述第一导热部包括：
第一支管(50)，连接所述热回流管和所述换热管(30)。
5.根据权利要求4所述的燃料电池设备，其特征在于，所述燃料电池设备还包括回流支管(60)，所述回流支管(60)连接所述换热管(30)与所述水箱(41)的入口。
6.根据权利要求4所述的燃料电池设备，其特征在于，所述热循环部还包括散热器(43)，设置在所述热回流管上，所述第一支管(50)连接在所述热回流管的所述散热器(43)和所述水箱(41)之间的管路上。
7.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，所述尾气管包括用于输出所述电堆(10)的阴极的尾气的阴极尾气管(71)和用于输出所述电堆(10)的阳极的尾气的阳极尾气管(72)；所述第二支管同时与所述阴极尾气管(71)和所述阳极尾气管(72)连接。
8.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，
所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)形成三层套管结构，所述三层套管结构包括内流通通道、中间流通通道和外流通通道，其中所述内流通通道和所述外流通通道均为所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)中的一种，所述中间流通通道为所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)中的另一种。
9.根据权利要求1所述的燃料电池设备，其特征在于，
所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)形成三层夹层管结构，所述三层夹层管结构包括上管、下管和夹持在所述上管与所述下管之间的中管，其中所述上管和所述下管为所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)中的一种，所述中管为所述反应物输入管(20)和所述换热管(30)中的另一种。
10.一种燃料电池能源***，包括燃料电池设备和负载，其特征在于，所述燃料电池设备为权利要求1至9中任一项所述的燃料电池设备。
11.根据权利要求10所述的燃料电池能源***，其特征在于，所述燃料电池能源***还包括第二导热部，与所述负载和所述燃料电池设备的换热管(30)连接，以将所述负载产生的废热传递到所述换热管(30)。
CN201610078221.XA 2016-02-03 2016-02-03 燃料电池设备及燃料电池能源*** Active CN105552401B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610078221.XA CN105552401B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 燃料电池设备及燃料电池能源***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610078221.XA CN105552401B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 燃料电池设备及燃料电池能源***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105552401A CN105552401A (zh) 2016-05-04
CN105552401B true CN105552401B (zh) 2019-04-12

Family

ID=55831460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610078221.XA Active CN105552401B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 燃料电池设备及燃料电池能源***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105552401B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107394231A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力***及具有其的整车***
CN107394230A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力***及具有其的整车***
CN107681177A (zh) * 2017-08-14 2018-02-09 中国东方电气集团有限公司 一种燃料电池***及包括其的交通工具
CN110429306A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 武汉中极氢能产业创新中心有限公司 一种燃料电池水平衡测试设备和方法
CN110571454B (zh) * 2019-09-17 2021-06-15 武汉中极氢能产业创新中心有限公司 一种防止加湿气体冷凝的***
CN113654234B (zh) * 2021-07-15 2023-02-28 浙江英科新能源有限公司 一种控制冷热水分层的低水位层流空气源热泵结构
CN117936841A (zh) * 2024-03-25 2024-04-26 中国第一汽车股份有限公司 一种车辆、燃料电池发动机***及控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1770534A (zh) * 2004-11-02 2006-05-10 上海神力科技有限公司 一种带有氢气空气温度与湿度调节装置的燃料电池
CN101253649A (zh) * 2005-08-31 2008-08-27 丰田自动车株式会社 燃料电池
CN101459249A (zh) * 2007-12-13 2009-06-17 现代自动车株式会社 用于燃料电池车的储氢***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000067890A (ja) * 1998-08-27 2000-03-03 Toshiba Corp 燃料電池
JP2002252008A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用水素貯蔵装置
CN2718795Y (zh) * 2004-08-11 2005-08-17 上海神力科技有限公司 一种具有较高运行稳定性的燃料电池
CN100388543C (zh) * 2004-08-11 2008-05-14 上海神力科技有限公司 一种具有较高运行稳定性的燃料电池
CN104006699A (zh) * 2014-06-16 2014-08-27 中南大学 冷凝式换热板片及其应用的冷凝换热器
CN104896800A (zh) * 2015-05-29 2015-09-09 青岛海尔空调电子有限公司 双重逆向换热器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1770534A (zh) * 2004-11-02 2006-05-10 上海神力科技有限公司 一种带有氢气空气温度与湿度调节装置的燃料电池
CN101253649A (zh) * 2005-08-31 2008-08-27 丰田自动车株式会社 燃料电池
CN101459249A (zh) * 2007-12-13 2009-06-17 现代自动车株式会社 用于燃料电池车的储氢***

Also Published As

Publication number Publication date
CN105552401A (zh) 2016-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105552401B (zh) 燃料电池设备及燃料电池能源***
CN108474565B (zh) 家用能源中心和用于操作家用能源中心的方法
CN109461952B (zh) 一种船用燃料电池热电联供***
CN206961949U (zh) 加湿装置与燃料电池***
CN105576269A (zh) 一种固定式的微型燃料电池热电联产装置的热控制***
US7892685B2 (en) Fuel cell system
TW201607133A (zh) 燃料電池發電系統
CN107014110B (zh) 分布式水汽冷热电联供装置及方法
CN1312799C (zh) 燃料电池***
CN110739470A (zh) 一种燃料电池辅助***
CN101517795A (zh) 操作与吸收式冷凝器结合的燃料电池的方法和装置
TW201312844A (zh) 極板與使用該極板的極板組
CN220086095U (zh) 一种质子交换膜氢燃料电池热电联产***
KR102588375B1 (ko) 열 솔루션을 제공하는 연료 전지 시스템
US20090023025A1 (en) Passive Coolant Recirculation in Fuel Cells
CN114824361B (zh) 一种燃料电池散热***、控制方法及燃料电池汽车
CN114883597A (zh) 一种燃料电池联供***
CN114927719A (zh) 一种用于氢燃料电池的恒温调控装置
CN111916797B (zh) 一种分水器和一种燃料电池***
KR20120084955A (ko) 하이브리드 냉난방 급탕 시스템
CN220510069U (zh) 干湿氢气同步加热的集成装置及燃料电池***
CN220106592U (zh) 一种燃料电池用冷却空气加热氢气装置
CN220731572U (zh) 电池冷凝***和车辆
CN218918959U (zh) 一种热电联供***
CN220474668U (zh) 一种车载燃料电池电堆被动式散热***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant