CN208127317U - 一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车，包括：在燃料电池控制单元与去离子器之间连接单向电磁阀，去离子器与燃料电池连接，燃料电池与温控电磁阀连接，温控电磁阀出口分别连接双向电磁阀和散热器，双向电磁阀和散热器连接，双向电磁阀出口分别连接去离子器和绝热储能器；在燃料电池与温控电磁阀之间设置温度传感器；本实用新型有益效果：由于在启动之时冷却液的温度与燃料电池所需要的合适温度(T0)相差不大，大幅度地减轻了燃料电池的极化现象，使燃料电池的发电效率提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池汽车设计与制造领域，尤其涉及一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车。
背景技术
随着环境问题和能源问题的日益突出，新能源汽车成为了未来汽车发展的必然方向。燃料电池汽车更加是环境友好型的新能源汽车，且比纯电动汽车续航里程更长，需要补充能源的时间约为纯电动汽车的六十分之一。其无污染的特性以及能量转化效率是内燃机车无法比拟的。燃料电池***发电效率高，可以使能量更加充分的被利用，对于缓解当下社会的能源紧张问题具有深远意义。
燃料电池***的热电转化效率理论可达85％～90％，但由于燃料电池在工作时受极化的限制，目前燃料电池的实际发电效率均在40％～60％的范围内。因此燃料电池的发电效率仍有较大的提升空间。温度因素对燃料电池***发电效率影响最大，在正常工作中燃料电池***对温度的要求也十分严格，因此水热管理技术至关重要。目前燃料电池***冷启动问题大，在启动之初，冷却液温度太低，造成发电效率较低。如果流经燃料电池，不利于燃料电池快速进入最佳工作状态。目前的燃料电池车上采用的燃料电池和锂电池的双源供电模式，如果用大电流加热冷却液的方式，增加了电耗，且大电流的高压电不利于电路的稳定，增加了锂电池的负担。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车，在保证电池性能情况的下，提高氢燃料的转化效率，实现使用更少的氢，行驶更多的里程。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
本实用新型的第一目的是提供一种燃料电池发电效率综合提升***，包括：燃料电池控制单元、绝热储能器、去离子器、单向电磁阀、温控电磁阀、双向电磁阀和散热器；
在所述燃料电池控制单元与去离子器之间连接单向电磁阀，所述去离子器与燃料电池连接，所述燃料电池与温控电磁阀连接，所述温控电磁阀出口分别连接双向电磁阀和散热器，所述双向电磁阀和散热器连接，所述双向电磁阀出口分别连接去离子器和绝热储能器；在所述燃料电池与温控电磁阀之间设置温度传感器；
所述燃料电池控制单元判断流经燃料电池的冷却液的温度，如果温度超出了设定的燃料电池所需的温度，则控制冷却液流向散热器进行散热后再循环进入燃料电池。
进一步地，在所述燃料电池和燃料电池控制单元之间依次串接涡轮空压机和变频器；所述涡轮空压机的进气口处连接空气流量计。
进一步地，在所述燃料电池与温控电磁阀之间设置第一水泵，在第一水泵与温控电磁阀的管路上安装有温度传感器，所述温度传感器与燃料电池控制单元连接。
进一步地，在所述双向电磁阀与绝热储能器之间设置第二水泵。
进一步地，所述温控电磁阀有A、B两个出口，温控电磁阀通过A出口与双向电磁阀连接，通过B出口与散热器连接。
进一步地，所述的双向电磁阀有A、C两个出口，双向电磁阀通过C出口与去离子器连接，通过A出口与第二水泵连接。
进一步地，所述单向电磁阀、温控电磁阀和双向电磁阀均与燃料电池控制单元连接。
本实用新型的第二目的是提供一种燃料电池汽车，包括上述的燃料电池发电效率综合提升***。
本实用新型的有益效果：
1、由于在启动之时冷却液的温度与燃料电池所需要的合适温度(T0)相差不大，大幅度的减轻了燃料电池的极化现象，使燃料电池的发电效率提高。且由于取消了大电流加热，电路的稳定，减轻了锂电池的负担。
2、该***可以对氧气以及尾气能量的利用综合管理，以达到最佳的能量利用率，使燃料电池发电效率得到提高。
附图说明
图1是本实用新型燃料电池发电效率综合提升***结构示意图；
图中，1绝热储能器、2单向电磁阀、3去离子器、4燃料电池、5第一水泵、6温控电磁阀、7散热器、8双向电磁阀、9第二水泵、10涡轮空压机、11空气流量计、12变频器、13 燃料电池控制单元(FCU)、14温度传感器。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
本实用新型公开了一种燃料电池发电效率综合提升***，包括：一个绝热储能器1，绝热储能器1连接一个单向电磁阀2，单向电磁阀2连接去离子器3，去离子器3连接燃料电池 4，燃料电池4连接第一水泵5，第一水泵5连接一个温控电磁阀6；在第一水泵5与温控电磁阀6的管路上安装有温度传感器14，温度传感器14通过电气线路与燃料电池控制单元(FCU) 13的D输入管脚相连。温控电磁阀有两个出口，通过A出口与双向电磁阀8；通过B出口连接散热器7，散热器7与双向电磁阀8。双向电磁阀8有两个出口，通过C出口与去离子器3；通过A出口连接第二水泵9，第二水泵9连接绝热储能器1。
燃料电池4连接一个涡轮空压机，涡轮空压机通过变频器12控制，变频器12通过电气线路与燃料电池控制单元(FCU)13的I输出脚相连。涡轮空压机10的进气口处连接一个空气流量计11，空气流量计11与大气相连，同时空气流量计11通过电气线路与FCU的H输入管脚相连。
单向电磁阀2、温控电磁阀6和双向电磁阀8均与燃料电池控制单元13连接。
本实用新型公开的燃料电池发电效率综合提升***的控制方法如下：
当燃料电池4开始工作时，FCU13的G管脚输出高电平控制单向电磁阀2打开，绝热储能器1内的冷却液经过去离子器3进入到冷却液循环体系中，流经燃料电池(由于此时的冷却液是储存的上次参与循环的冷却液，所以温度较为适合燃料电池工作),通过第一水泵5，将冷却液送至温控电磁阀6，同时温度传感器14会将水温信号传到FCU的D管脚，FCU判断水温如果未超过燃料电池4的正常工作温度(T0)，则其输出低电平控制温控电磁阀打开温控电磁阀A口，直接通过双向电磁阀8和去离子器3回到燃料电池完成循环。若温度T>T0，打开温控电磁阀6的B口则会控制水流流向散热器7，完成散热后再经过双向电磁阀8和去离子器3回到燃料电池4，完成循环。在不需要燃料电池4工作之后，FCU的F管脚输出高电平，双向电磁阀8关闭C口，打开A口，通过第二水泵9，将水储存到绝热储能器1内。同时， FCU的G管脚输出低电平，关闭单向电磁阀2。
燃料电池4产生了带有能量的尾气，使其通过涡轮空压机10，带动空压机压缩空气。空气流量计11实时采集空气流量，将信号通过H管脚传入FCU。
若尾气不足以满足压缩空气所需要的能量，则FCU通过I管脚控制变频器改变涡轮空压机 10的电机转动的速度，提供足够的氧气使燃料电池内的氢气反应的更加完全。
本实用新型进一步公开了一种燃料电池汽车，其包括上述的燃料电池发电效率综合提升***。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，包括：燃料电池控制单元、绝热储能器、去离子器、单向电磁阀、温控电磁阀、双向电磁阀和散热器；
在所述燃料电池控制单元与去离子器之间连接单向电磁阀，所述去离子器与燃料电池连接，所述燃料电池与温控电磁阀连接，所述温控电磁阀出口分别连接双向电磁阀和散热器，所述双向电磁阀和散热器连接，所述双向电磁阀出口分别连接去离子器和绝热储能器；在所述燃料电池与温控电磁阀之间设置温度传感器；
所述燃料电池控制单元判断流经燃料电池的冷却液的温度，如果温度超出了设定的燃料电池所需的温度，则控制冷却液流向散热器进行散热后再循环进入燃料电池。
2.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，在所述燃料电池和燃料电池控制单元之间依次串接涡轮空压机和变频器；所述涡轮空压机的进气口处连接空气流量计。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，在所述燃料电池与温控电磁阀之间设置第一水泵，在第一水泵与温控电磁阀的管路上安装有温度传感器，所述温度传感器与燃料电池控制单元连接。
4.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，在所述双向电磁阀与绝热储能器之间设置第二水泵。
5.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，所述温控电磁阀有A、B两个出口，温控电磁阀通过A出口与双向电磁阀连接，通过B出口与散热器连接。
6.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，所述的双向电磁阀有A、C两个出口，双向电磁阀通过C出口与去离子器连接，通过A出口与第二水泵连接。
7.如权利要求1所述的一种燃料电池发电效率综合提升***，其特征是，所述单向电磁阀、温控电磁阀和双向电磁阀均与燃料电池控制单元连接。
8.一种燃料电池汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的燃料电池发电效率综合提升***。
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| CN201820432114.7U CN208127317U (zh) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | 一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车 |
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| CN201820432114.7U CN208127317U (zh) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | 一种燃料电池发电效率综合提升***及燃料电池汽车 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108417860A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-17 | 中通客车控股股份有限公司 | 一种燃料电池发电效率综合提升***及控制方法 |
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