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CN114361513B - 一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法 - Google Patents

一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法 Download PDF

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CN114361513B
CN114361513B CN202210038411.4A CN202210038411A CN114361513B CN 114361513 B CN114361513 B CN 114361513B CN 202210038411 A CN202210038411 A CN 202210038411A CN 114361513 B CN114361513 B CN 114361513B
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temperature
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陈光财
刘晓辉
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Weichai Power Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法,控制器用于接收空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧出口处的第二空气温度;第一支路第一端与空气压缩机连接,且流经增湿器湿侧;第一支路的第二端连接氢气换热器;第二支路的第一端与空气压缩机连接;第二支路的第二端连接氢气换热器;控制器连接第一支路和第二支路;用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即利用发动机运行过程中产生的高温空气通过氢气换热器为氢气加热,无需额外的加热设备,有效利用发动机余热,提高发动机效率,降低发动机整体功耗,节约成本。

Description

一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法
技术领域
本申请涉及车辆工程领域,特别涉及一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法。
背景技术
氢燃料电池是一种将化学能直接高效地转化为电能的装置,氢燃料电池的基本原理为电解水的逆反应。分别将氢气与氧气供应给氢燃料电池堆的阳极与阴极,在催化剂的作用下,氢气与氧气反应产生电能与水。
随着人们环保意识的提高,由于氢燃料电池的反应产物为水等,具有低污染的优点,氢燃料电池在发动机中的应用得到了巨大的发展。
然而,在运行氢燃料电池发动机时,若在低温环境下运行,会影响氢燃料电池堆的最大额定功率,且低温运行会在氢燃料电池堆阳极入口处形成压力波动,造成氢气分配不均以及氢气的浪费,影响氢燃料电池堆和其他发动机辅机系统的可靠性,增加运营成本。
传统的提高氢燃料电池发动机环境温度的方法采用加热器对氢气进行加热,加热器产生的功耗较大,导致氢燃料电池发动机在启动后一段时间内能量转换效率较低,氢气消耗量较大,经济可行性较低。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法,可以在实现对氢气加热,提高发动机环境温度的同时,降低了功耗,节约了成本。
为实现上述目的,本申请有如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统,包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;
所述控制器用于接收所述空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收所述增湿器湿侧出口处的第二空气温度;
所述第一支路的第一端与所述空气压缩机连接,且流经所述增湿器湿侧;所述第一支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述第二支路的第一端与所述空气压缩机连接;所述第二支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述控制器连接所述第一支路和所述第二支路;用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
在一种可能的实现方式中,所述系统还包括:中冷器;
所述中冷器的第一端连接所述氢气换热器,用于冷却流经所述氢气换热器后的空气。
在一种可能的实现方式中,所述系统还包括:引流开关;
所述引流开关连接所述第一支路和所述第二支路;用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
在一种可能的实现方式中,所述引流开关包括:三通阀;
所述三通阀的第一端连接所述增湿器的湿侧;所述三通阀的第二端连接所述空气压缩机;所述三通阀的第三端连接所述氢气换热器;
所述三通阀用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一端和所述第三端,且关闭所述第二端;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二端与所述第三端,且关闭所述第一端。
在一种可能的实现方式中,所述系统还包括:第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀;
所述中冷器的第一端通过所述第二开关阀连接所述氢气换热器;所述中冷器的第二端通过所述第一开关阀连接所述空气压缩机;所述中冷器的第三端连接所述增湿器的干侧;
所述第三开关阀的一端连接所述氢气换热器,另一端连接尾排;
所述第四开关阀的一端连接所述增湿器的湿侧,另一端连接所述尾排;
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一开关阀和所述第三开关阀,且关闭所述第二开关阀和所述第四开关阀;
当所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二开关阀和所述第四开关阀,且关闭所述第一开关阀和所述第三开关阀。
在一种可能的实现方式中,所述系统还包括:氢燃料电池堆;
所述氢燃料电池堆的一端与所述氢气换热器连接;另一端与所述增湿器连接。
在一种可能的实现方式中,所述系统还包括:第一温度传感器和第二温度传感器;
所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接所述控制器;
所述第一温度传感器用于监测所述第一空气温度;
所述第二温度传感器用于监测所述第二空气温度;
所述控制器,用于接收所述第一空气温度和所述第二空气温度。
第二方面,本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的方法,应用该方法的系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;
所述控制器用于接收所述空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收所述增湿器湿侧出口处的第二空气温度;
所述第一支路的第一端与所述空气压缩机连接,且流经所述增湿器湿侧;所述第一支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述第二支路的第一端与所述空气压缩机连接;所述第二支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述控制器连接所述第一支路和所述第二支路;
所述方法包括:
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;
在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
在一种可能的实现方式中,通过三通阀控制所述第一支路和第二支路的开启和关闭;所述方法还包括:
所述三通阀的第一端连接所述增湿器的湿侧;所述三通阀的第二端连接所述空气压缩机;所述三通阀的第三端连接所述氢气换热器;
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一端和所述第三端,且关闭所述第二端;
在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二端与所述第三端,且关闭所述第一端。
在一种可能的实现方式中,通过第一温度传感器和第二温度传感器监测温度;所述方法还包括:
通过所述第一温度传感器监测所述第一空气温度;
通过所述第二温度传感器监测所述第二空气温度。
本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法,该系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;控制器用于接收空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧出口处的第二空气温度;第一支路的第一端与空气压缩机连接,且流经增湿器湿侧;第一支路的第二端连接氢气换热器;第二支路的第一端与空气压缩机连接;第二支路的第二端连接氢气换热器;控制器连接第一支路和第二支路;用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即利用发动机运行过程中产生的高温空气通过氢气换热器为氢气加热,无需额外的加热设备,有效利用了发动机余热,提高了发动机的效率,降低了发动机整体功耗,节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统的示意图;
图2示出了本申请实施例提供的另一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统的示意图;
图3示出了本申请实施例提供的一种氢燃料电池发动机加热氢气的方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术中的描述,氢燃料电池是一种将化学能直接高效地转化为电能的装置,氢燃料电池的基本原理为电解水的逆反应。分别将氢气与氧气供应给氢燃料电池堆的阳极与阴极,在催化剂的作用下,氢气与氧气反应产生电能与水。
随着人们环保意识的提高,由于氢燃料电池的反应产物为水等,具有低污染的优点,氢燃料电池在发动机中的应用得到了巨大的发展。
然而,在运行氢燃料电池发动机时,若在低温环境下运行,会影响氢燃料电池堆的最大额定功率,且低温运行会在氢燃料电池堆阳极入口处形成压力波动,造成氢气分配不均以及氢气的浪费,影响氢燃料电池堆和其他发动机辅机系统的可靠性,增加运营成本。
传统的提高氢燃料电池发动机环境温度的方法采用加热器对氢气进行加热,加热器产生的功耗较大,导致氢燃料电池发动机在启动后一段时间内能量转换效率较低,氢气消耗量较大,经济可行性较低。
为了解决以上技术问题,本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统和方法,该系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;控制器用于接收空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧出口处的第二空气温度;第一支路的第一端与空气压缩机连接,且流经增湿器湿侧;第一支路的第二端连接氢气换热器;第二支路的第一端与空气压缩机连接;第二支路的第二端连接氢气换热器;控制器连接第一支路和第二支路;用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即利用发动机运行过程中产生的高温空气通过氢气换热器为氢气加热,无需额外的加热设备,有效利用了发动机余热,提高了发动机的效率,降低了发动机整体功耗,节约了成本。
为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果,以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
示例性系统
参见图1所示,为本申请实施例提供的一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统的示意图;
包括:控制器1、第一支路2、第二支路3、空气压缩机4、增湿器5和氢气换热器6。
在本申请实施例中,控制器1用于接收空气压缩机4出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧52出口处的第二空气温度。
具体的,参见图2所示,可以在空气压缩机4出口处安装第一温度传感器7,在增湿器5出口处安装第二温度传感器8,第一温度传感器7和第二温度传感器连接控制器1,第一温度传感器7用于监测第一空气温度,第二温度传感器8用于监测第二空气温度。控制器1,用于接收第一空气温度和第二空气温度。
本申请实施例提供的控制器1可以为发动机的动力总成控制模块(PCM,Powertrain Control Module),以实现对发动机及附件的各个部件的控制。
第一支路2的第一端21与空气压缩机4连接,且流经增湿器湿侧52,第一支路2的第二端22连接氢气换热器6。具体的,增湿器5分为干侧51和湿侧52,空气经由空气压缩机4后流入增湿器的干侧51,经由湿侧52流出,以实现对空气的加湿。
第二支路3的第一端31与空气压缩机4连接,第二支路3的第二端32连接氢气换热器6。
控制器1连接第一支路2和第二支路3,用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路2且关闭第二支路3,在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路3且关闭第一支路2。
即本申请实施例中,可以实时监测空气压缩机4出口处和增湿器5出口处的空气温度,将温度较高的处的空气输送到氢气换热器6中,进行空气与氢气的热交换,达到加热氢气的目的。
在一种可能的实现方式中,参见图2所示,本申请实施例提供的系统还包括:中冷器9,
中冷器9的第一端连接氢气换热器6,用于冷却流经氢气换热器6后的空气。由于空气可以流经氢气换热器6后再流经中冷器9,氢气换热器6可以降低高温空气的温度,承担了一部分中冷器9的职责,降低了中冷器9的压力。
在一种可能的实现方式中,参见图2所示,系统还包括:引流开关10。
引流开关10连接第一支路和第二支路,用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即引流开关10可以实现空气流道的变更,选择温度更高的支路的气体进入氢气换热器中,以实现对氢气的快速加热。
具体的,引流开关10可以包括:三通阀11。
三通阀11的第一端连接增湿器的湿侧52;所述三通阀11的第二端连接空气压缩机4;三通阀11的第三端连接氢气换热器6。
三通阀11用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一端和第三端,且关闭第二端;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二端与第三端,且关闭第一端。即开启第一端和第三端且关闭第二端时,第一支路开启,第二支路关闭;开启第二端与第三端且关闭第一端时,第二支路开启,第一支路关闭,方便快捷的实现空气流道的变更,选择温度更高的支路的气体进入氢气换热器中,以实现对氢气的快速加热。
在一种可能的实现方式中,本申请实施例提供的系统还可以包括:第一开关阀12、第二开关阀13、第三开关阀14和第四开关阀15;
中冷器9的第一端通过第二开关阀13连接氢气换热器6;中冷器9的第二端通过第一开关阀12连接空气压缩机4;中冷器9的第三端连接增湿器的干侧52;
第三开关阀14的一端连接氢气换热器6,另一端连接尾排16;
第四开关阀15的一端连接52增湿器的湿侧,另一端连接尾排16;
当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一开关阀12和第三开关阀14,且关闭第二开关阀13和所述第四开关阀15;
当第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二开关阀13和第四开关阀15,且关闭第一开关阀12和第三开关阀14。
即在本申请实施例中,当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,第一支路开启,第二支路关闭,空气1经第一开关阀12,流入中冷器9,经中冷器9冷加工后,变为空气2,空气2流入增湿器的干侧51后,变为空气3。
在本申请实施例中,系统还可以包括:氢燃料电池堆17,氢燃料电池堆17的一端与氢气换热器6连接,另一端与增湿器5连接。
空气3还可以流入氢燃料电池堆17,以使空气3中的氧气在氢燃料电池堆17于氢气反应,经反应后,流出氢燃料电池堆17的气体变为空气4,空气4流入增湿器的湿侧52后变为空气5,由于经氢燃料电池堆17的反应的气体温度可能升高,因此空气5的温度大于或等于空气1的温度,紧接着空气5经三通阀11流入氢气换热器6,用于加热氢源18供给的氢气1,经加热后的氢气2可以流经其他模块例如动力总成控制模块等零部件,有一部分损耗,变为氢气3,此时氢气3为高温氢气,在氢燃料电池堆17进行反应,从而让氢气以适宜的温度进入氢燃料电池堆17中反应,能有效提高氢燃料电池堆17的反应效率,降低氢燃料电池堆17氢气入口的压力波动,保护氢燃料电池堆17。加热了氢气1后的多余的空气6经第三开关阀14有一定的损耗变为空气7,最终经由尾排16排出,有效利用了高温气体,排出的空气7的温度也降低,对环境更加友好。
即本申请实施例的空气压缩机4、第一开关阀12、中冷器9、增湿器5、氢燃料电池堆17、三通阀11、氢气换热器6之间的支路共同构成了第一支路2。
当第一空气温度大于第二空气温度时,第一支路关闭,第二支路开启,空气8经三通阀11直接进入氢气换热器6,用于加热氢源18供给的氢气1。加热后的空气8变为空气9经由第二开关阀13进入中冷器9,中冷器9进一步降温空气9变为空气10,空气10经由增湿器的干端变为空气11,流入氢燃料电池堆17进行反应,变为空气12,流入增湿器的湿端为空气13,经由第四开关阀15流入尾排16。即既利用空气中的氧气进行了反应,也利用了高温空气对氢气进行加热,节约了成本,提高了效率。
即本申请实施例的空气压缩机4、三通阀1和氢气换热器6共同构成了第二支路3。
需要说明的是,在图2中,第一空气温度中的第一空气即指的是空气1,第二空气温度中的第二空气即指的是空气5。
本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统,该系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;控制器用于接收空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧出口处的第二空气温度;第一支路的第一端与空气压缩机连接,且流经增湿器湿侧;第一支路的第二端连接氢气换热器;第二支路的第一端与空气压缩机连接;第二支路的第二端连接氢气换热器;控制器连接第一支路和第二支路;用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即利用发动机运行过程中产生的高温空气通过氢气换热器为氢气加热,无需额外的加热设备,有效利用了发动机余热,提高了发动机的效率,降低了发动机整体功耗,节约了成本。
示例性方法
参见图3所示,为本申请实施例提供的一种氢燃料电池发动机加热氢气的方法的流程图。
应用该方法的系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;
所述控制器用于接收所述空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收所述增湿器湿侧出口处的第二空气温度;
所述第一支路的第一端与所述空气压缩机连接,且流经所述增湿器湿侧;所述第一支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述第二支路的第一端与所述空气压缩机连接;所述第二支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述控制器连接所述第一支路和所述第二支路;
所述方法包括:
S101:当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;
S102:在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
在一种可能的实现方式中,通过三通阀控制所述第一支路和第二支路的开启和关闭;所述方法还包括:
所述三通阀的第一端连接所述增湿器的湿侧;所述三通阀的第二端连接所述空气压缩机;所述三通阀的第三端连接所述氢气换热器;
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一端和所述第三端,且关闭所述第二端;
在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二端与所述第三端,且关闭所述第一端。
在一种可能的实现方式中,通过第一温度传感器和第二温度传感器监测温度;所述方法还包括:
通过所述第一温度传感器监测所述第一空气温度;
通过所述第二温度传感器监测所述第二空气温度。
本申请实施例提供了一种氢燃料电池发动机加热氢气的方法,应用该方法的系统包括:控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;控制器用于接收空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收增湿器湿侧出口处的第二空气温度;第一支路的第一端与空气压缩机连接,且流经增湿器湿侧;第一支路的第二端连接氢气换热器;第二支路的第一端与空气压缩机连接;第二支路的第二端连接氢气换热器;控制器连接第一支路和第二支路;用于在当第一空气温度小于或等于第二空气温度时,开启第一支路且关闭第二支路;在第一空气温度大于第二空气温度时,开启第二支路且关闭第一支路。即利用发动机运行过程中产生的高温空气通过氢气换热器为氢气加热,无需额外的加热设备,有效利用了发动机余热,提高了发动机的效率,降低了发动机整体功耗,节约了成本。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其,对于方法实施例而言,由于其基本相似于系统实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,虽然本申请已以较佳实施例披露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池发动机加热氢气的系统,其特征在于,包括:氢燃料电池堆、控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;
所述控制器用于接收所述空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收所述增湿器湿侧出口处的第二空气温度;所述空气压缩器出口连接所述增湿器干侧入口;
所述第一支路的第一端与所述空气压缩机连接,且流入所述增湿器干侧,经由所述氢燃料电池堆流出进入所述增湿器湿侧;所述第一支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述第二支路的第一端与所述空气压缩机连接;所述第二支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述控制器连接所述第一支路和所述第二支路;用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:中冷器;
所述中冷器的第一端连接所述氢气换热器,用于冷却流经所述氢气换热器后的空气。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:引流开关;
所述引流开关连接所述第一支路和所述第二支路;用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述引流开关包括:三通阀;
所述三通阀的第一端连接所述增湿器的湿侧;所述三通阀的第二端连接所述空气压缩机;所述三通阀的第三端连接所述氢气换热器;
所述三通阀用于在当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一端和所述第三端,且关闭所述第二端;在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二端与所述第三端,且关闭所述第一端。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀;
所述中冷器的第一端通过所述第二开关阀连接所述氢气换热器;所述中冷器的第二端通过所述第一开关阀连接所述空气压缩机;所述中冷器的第三端连接所述增湿器的干侧;
所述第三开关阀的一端连接所述氢气换热器,另一端连接尾排;
所述第四开关阀的一端连接所述增湿器的湿侧,另一端连接所述尾排;
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一开关阀和所述第三开关阀,且关闭所述第二开关阀和所述第四开关阀;
当所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二开关阀和所述第四开关阀,且关闭所述第一开关阀和所述第三开关阀。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:氢燃料电池堆;
所述氢燃料电池堆的一端与所述氢气换热器连接;另一端与所述增湿器连接。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:第一温度传感器和第二温度传感器;
所述第一温度传感器和所述第二温度传感器连接所述控制器;
所述第一温度传感器用于监测所述第一空气温度;
所述第二温度传感器用于监测所述第二空气温度;
所述控制器,用于接收所述第一空气温度和所述第二空气温度。
8.一种氢燃料电池发动机加热氢气的方法,其特征在于,应用该方法的系统包括:氢燃料电池堆、控制器、第一支路、第二支路、空气压缩机、增湿器和氢气换热器;
所述控制器用于接收所述空气压缩机出口处的第一空气温度,和,接收所述增湿器湿侧出口处的第二空气温度;所述空气压缩器出口连接所述增湿器干侧入口;
所述第一支路的第一端与所述空气压缩机连接,且流入所述增湿器干侧,经由所述氢燃料电池堆流出进入所述增湿器湿侧;所述第一支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述第二支路的第一端与所述空气压缩机连接;所述第二支路的第二端连接所述氢气换热器;
所述控制器连接所述第一支路和所述第二支路;
所述方法包括:
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一支路且关闭所述第二支路;
在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二支路且关闭所述第一支路。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,通过三通阀控制所述第一支路和第二支路的开启和关闭;所述方法还包括:
所述三通阀的第一端连接所述增湿器的湿侧;所述三通阀的第二端连接所述空气压缩机;所述三通阀的第三端连接所述氢气换热器;
当所述第一空气温度小于或等于所述第二空气温度时,开启所述第一端和所述第三端,且关闭所述第二端;
在所述第一空气温度大于所述第二空气温度时,开启所述第二端与所述第三端,且关闭所述第一端。
10.根据权利要求8-9任意一项所述的方法,其特征在于,通过第一温度传感器和第二温度传感器监测温度;所述方法还包括:
通过所述第一温度传感器监测所述第一空气温度;
通过所述第二温度传感器监测所述第二空气温度。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114709445A (zh) * 2022-04-19 2022-07-05 北京亿华通科技股份有限公司 一种燃料电池用多工况温度控制系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900329A (en) * 1994-10-19 1999-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Fuel-cell system and method for operating a fuel-cell system
WO2004070856A2 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 General Motors Corporation Fuel cell system with recuperative heat exchanger
CN1865674A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 张大弓 发动机余热煤气发生装置
JP2008130441A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101764244A (zh) * 2008-12-12 2010-06-30 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统中氢进入阴极入口的方法和控制
WO2017222253A1 (ko) * 2016-06-23 2017-12-28 주식회사 경동나비엔 연료극 가스 또는 연료극 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템
CN108955284A (zh) * 2018-07-06 2018-12-07 上海柯来浦能源科技有限公司 一种氢气混合工质的余热利用系统
CN110416570A (zh) * 2019-07-09 2019-11-05 上海空间电源研究所 一种燃料电池氢气加热装置
CN212907809U (zh) * 2020-08-06 2021-04-06 武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司 一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置
CN113022332A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 大连擎研科技有限公司 一种大功率双燃料电池电堆车用系统及其使用方法
CN213988943U (zh) * 2020-11-20 2021-08-17 广西玉柴机器股份有限公司 一种含氢-空热交换器的燃料电池热管理系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897486B1 (ko) * 2016-06-23 2018-09-12 주식회사 경동나비엔 연소 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900329A (en) * 1994-10-19 1999-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Fuel-cell system and method for operating a fuel-cell system
WO2004070856A2 (en) * 2003-01-31 2004-08-19 General Motors Corporation Fuel cell system with recuperative heat exchanger
CN1865674A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 张大弓 发动机余热煤气发生装置
JP2008130441A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101764244A (zh) * 2008-12-12 2010-06-30 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统中氢进入阴极入口的方法和控制
WO2017222253A1 (ko) * 2016-06-23 2017-12-28 주식회사 경동나비엔 연료극 가스 또는 연료극 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템
CN108955284A (zh) * 2018-07-06 2018-12-07 上海柯来浦能源科技有限公司 一种氢气混合工质的余热利用系统
CN110416570A (zh) * 2019-07-09 2019-11-05 上海空间电源研究所 一种燃料电池氢气加热装置
CN212907809U (zh) * 2020-08-06 2021-04-06 武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司 一种用于氢燃料电池发动机系统的氢路加热装置
CN213988943U (zh) * 2020-11-20 2021-08-17 广西玉柴机器股份有限公司 一种含氢-空热交换器的燃料电池热管理系统
CN113022332A (zh) * 2021-03-26 2021-06-25 大连擎研科技有限公司 一种大功率双燃料电池电堆车用系统及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
废气余热制富氢气体对发动机性能的影响;徐元利等;《汽车安全与节能学报》;第2卷(第2期);175-180 *

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