【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，屬于高溫甲醇燃料電池領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、高溫甲醇燃料電池系統(tǒng)一般由甲醇供給模塊、空氣供給模塊、電堆模塊、燃料處理器、控制單元、水管理模塊、安全系統(tǒng)、dc/dc模塊、能量管理系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)等組成。其中熱管理系統(tǒng)主要由導(dǎo)熱油泵、油箱、三通閥、換熱器、加熱裝置以及風(fēng)扇等零部件組成，實現(xiàn)高溫甲醇燃料電池系統(tǒng)在發(fā)電時對電堆溫度以及甲醇汽化重整的需求。
2、現(xiàn)有的高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中導(dǎo)熱油從油箱經(jīng)過油泵驅(qū)動后進(jìn)入電堆，從電堆出來后經(jīng)過ptc、電堆散熱器等零部件對導(dǎo)熱油進(jìn)行溫度控制，最后經(jīng)過過濾器再重新回到油箱，然后重新進(jìn)入電堆參與循環(huán)。另外，高溫甲醇燃料電池需要重整反應(yīng)制氫，甲醇水溶液作為燃料需先進(jìn)行預(yù)熱汽化。目前，多數(shù)系統(tǒng)會利用過剩的氫氣進(jìn)入到燃料室內(nèi)進(jìn)行催化燃燒并提供熱量給甲醇水溶液汽化。
3、但上述的熱管理子系統(tǒng)在工作時，油泵與過濾器、ptc加熱器以及電堆散熱器串聯(lián)，使得系統(tǒng)油路流阻較大，油泵克服阻力做功，因此寄生消耗功率較大，使得燃料電池系統(tǒng)效率降低。同時，由于導(dǎo)熱油啟動時經(jīng)過的零部件較多，所以熱量的損失也較為嚴(yán)重，使得在啟動時間較長。且運行過程中，由于采用的燃燒尾氣供熱，氣體作為換熱介質(zhì)傳熱效率較低，容易導(dǎo)致甲醇汽化不完全，影響重整制氫反應(yīng)效率。一般地，電堆散熱器由外部設(shè)備需求方進(jìn)行提供并與整車或整船共用，其散熱控制不能只參考燃料電池系統(tǒng)，故電堆溫度不能完全自主控制。而自行單獨匹配散熱器則會增大系統(tǒng)的體積以及成本。
4、為了能夠完全按照燃料
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述現(xiàn)有高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中存在的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其在自主控制電堆溫度的同時，縮短系統(tǒng)啟動的時間，降低運行時油泵的寄生消耗功率，提高系統(tǒng)的輸出效率。
2、根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，至少包括導(dǎo)熱油管路；
3、所述導(dǎo)熱油管路上油箱、油泵、電堆油路入口、電堆油路出口、蒸發(fā)器、第一三通閥、第二三通閥、過濾器、所述油箱依次連接；
4、所述第一三通閥還與第一換熱器和電加熱器通過導(dǎo)熱油管路依次連接，所述第一換熱器的油路出口連接到所述油泵入口；
5、所述導(dǎo)熱油管路上還設(shè)置有溫度檢測裝置；
6、根據(jù)高溫甲醇燃料電池的類型預(yù)設(shè)置導(dǎo)熱油溫度標(biāo)準(zhǔn)值范圍。
7、可選的，所述第一三通閥、所述第二三通閥、所述過濾器之間的連接方式具體為：
8、第一三通閥入口、第一三通閥第一出口、第二三通閥入口、第二三通閥第一出口、過濾器。
9、可選的，所述熱管理系統(tǒng)還包括氣體管路，所述氣體管路上電堆氣路出口、燃料處理器、第一換熱器依次連接。
10、可選的，所述燃料處理器包括重整器和燃燒室；
11、所述電堆氣路出口與燃燒室入口連接，燃燒室出口與第一換熱器氣路入口連接；
12、廢氣通過第一換熱器氣路出口排放。
13、可選的，重整器出口與電堆氣路入口連接。
14、可選的，所述第二三通閥還與第二換熱器通過導(dǎo)熱油管路連接，具體為：
15、第二三通閥第二出口、第二換熱器入口、第二換熱器出口、過濾器入口依次連接。
16、可選的，第一三通閥第二出口與第一換熱器油路入口、所述油泵通過導(dǎo)熱油管路依次連接，以對過剩氫氣進(jìn)入催化燃燒的熱量進(jìn)行有效利用。
17、可選的，所述電堆油路出口與油箱入口連接。
18、可選的，所述溫度檢測裝置為熱電偶傳感器，設(shè)置在所述電堆油路出口處。
19、本申請?zhí)峁┑母邷丶状既剂想姵責(zé)峁芾硐到y(tǒng)通過控制所述第一三通閥兩個出口的通斷來匹配整個燃料電池系統(tǒng)在啟動階段和運行階段的不同需求，同時可以通過控制所述第二三通閥兩個出口的通斷來對電堆內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，具體而言：
20、當(dāng)整個燃料電池系統(tǒng)處于啟動階段時，將熱管理系統(tǒng)中的所述第一三通閥第二出口打開、所述第一三通閥第一出口關(guān)閉，所述電加熱器打開，導(dǎo)熱油從所述油箱流出，依次經(jīng)過所述油泵、所述電堆、所述蒸發(fā)器、所述第一三通閥以及所述第一換熱器，導(dǎo)熱油會同時受到電加熱以及燃燒尾排傳熱，有效提升了加熱速度，因此可以有效縮短整個燃料電池系統(tǒng)啟動的時間。
21、當(dāng)整個燃料電池系統(tǒng)處于運行階段時，將熱管理系統(tǒng)中的所述第一三通閥第二出口關(guān)閉、所述第一三通閥第一出口打開，此時可以通過控制所述第二三通閥兩個出口的通斷來對電堆內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制并且能實現(xiàn)快速響應(yīng)；
22、當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值范圍時，需要快速降低電堆內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度，則將所述第二三通閥第二出口打開、所述第二三通閥第一出口關(guān)閉，此時導(dǎo)熱油全部進(jìn)入所述第二換熱器進(jìn)行降溫；
23、當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度低于標(biāo)準(zhǔn)值范圍時，需要快速升高電堆內(nèi)導(dǎo)熱油的溫度，則將所述第二三通閥第二出口關(guān)閉、所述第二三通閥第一出口打開，此時導(dǎo)熱油不進(jìn)入所述第二換熱器，而是直接回到電堆進(jìn)行下一次循環(huán)；
24、當(dāng)導(dǎo)熱油的溫度在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)波動時，則可通過控制所述第二三通閥的兩個出口的通斷來進(jìn)行連續(xù)性的溫度調(diào)節(jié)。
25、本申請能產(chǎn)生的有益效果包括：
26、本申請所提供的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其在自主控制電堆溫度的同時，縮短系統(tǒng)啟動的時間，降低運行時油泵的寄生消耗功率，提高系統(tǒng)的輸出效率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，至少包括導(dǎo)熱油管路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述第一三通閥、所述第二三通閥、所述過濾器之間的連接順序具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述熱管理系統(tǒng)還包括氣體管路，所述氣體管路上電堆氣路出口、燃料處理器、第一換熱器依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述燃料處理器包括重整器和燃燒室；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述重整器出口與電堆氣路入口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述第二三通閥還與第二換熱器通過導(dǎo)熱油管路連接，具體為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，第一三通閥第二出口與第一換熱器油路入口、所述油泵通過導(dǎo)熱油管路依次連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述溫度檢測裝置為熱電偶傳感器，設(shè)置在所述電堆油路出口處。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，至少包括導(dǎo)熱油管路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述第一三通閥、所述第二三通閥、所述過濾器之間的連接順序具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述熱管理系統(tǒng)還包括氣體管路，所述氣體管路上電堆氣路出口、燃料處理器、第一換熱器依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述燃料處理器包括重整器和燃燒室；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫甲醇燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫公權(quán)，鄧家棋，楊林林，
申請(專利權(quán))人：中科嘉鴻佛山市新能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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