燃料电池系统及机动车的制作方法

本公开涉及燃料电池，尤其涉及燃料电池系统及机动车。

背景技术：

1、在燃料电池系统的运行过程中，为了保障电堆的高效功率输出，且避免低温运行在电堆入口处所形成的压力波动，对进入电堆的氢气以及空气温度有一定的要求，通常是要求在50℃～80℃之间，因此需要对从储氢瓶出来的氢气进行加热，传统方法是利用电堆出来的冷却液对氢气进行加热，或者是在储氢瓶后面连接一个加热器对氢气进行加热，但前一种方法对于加热温度的调节不够灵活，而后一种方法的功耗比较大，不利于燃料电池系统工作过程中的能量转换效率。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本公开的目的在于提供燃料电池系统及机动车，以解决现有技术的问题。

2、本公开第一方面提供一种燃料电池系统，包括：电堆，包括：第一空气进口及其管道连通的第一空气出口、以及第一燃料气体进口及其管道连通的第一燃料气体出口；空压机(即空气压缩机)，包括管道连通的第一进气口和第一出气口；所述第一出气口管道连通主路管道及旁路管道；中冷器，包括管道连通的第二进气口和第二出气口；所述第二进气口管道连通所述主路管道；换热器，包括：第二空气进口、第二空气出口及连通它们的空气管道；以及第二燃料气体进口、第二燃料气体出口及连通它们的燃料气体管道；所述燃料气体管道和空气管道之间可热交换地设置；所述旁路管道经一电子节气门管道连通到所述第二空气进口；所述第二空气出口管道连通中冷器的第二进气口；所述第二燃料气体进口管道连通燃料气体源；燃气阀，包括第三进气口和第三出气口；所述第三进气口管道连通所述第二燃料气体出口；所述第三出气口管道连通到电堆的第一燃料气体进口。

3、在第一方面的实施例中，所述的燃料电池系统包括：温度传感器，设于所述第三进气口与第二燃料气体出口之间，以探测换热器的第二燃料气体出口的温度值；燃料电池控制器，通信连接温度传感器及电子节气门，基于所探测温度调节电子节气门开度；其中，所述电子节气门开度正相关于所探测温度。

4、在第一方面的实施例中，所述的燃料电池系统还包括：增湿器，包括第三空气进口及其管道连通的第三空气出口、以及第一尾排进口及其管道连通的第一尾排出口；所述第三空气进口管道连通所述第二出气口，所述第三空气出口管道连通所述第一空气进口；所述第一尾排进口管道连通第一空气出口；其中，在增湿器内，所述第一尾排进口及第一尾排出口之间的管道与第三空气进口和第三空气出口之间的管道可湿热交换地设置。

5、在第一方面的实施例中，所述第一尾排出口管道连通背压阀。

6、在第一方面的实施例中，所述的燃料电池系统还包括：燃料气体循环系统，包括第三燃料气体进口及其管道连通的第三燃料气体出口、以及第二尾排进口及其管道连通的第二尾排出口；所述第三燃料气体进口管道连通第三出气口，所述第三燃料气体出口管道连通第一燃料气体进口；所述第二尾排进口管道连通第一燃料气体出口。

7、在第一方面的实施例中，所述的燃料电池系统还包括：减压阀，包括管道连通的第四进气口和第四出气口，所述第四进气口管道连通燃料气体源，所述第四出气口管道连通所述换热器的第二燃料气体进口。

8、在第一方面的实施例中，所述的燃料电池系统包括：空气过滤器及空气流量计，所述空气过滤器管道连通至所述空压机，所述空气流量计连通于所述空气过滤器和空压机之间的管道。

9、在第一方面的实施例中，所述中冷器包括冷却液进口、冷却液出口及连通它们的冷却液管道。

10、在第一方面的实施例中，所述燃料气体为氢气，所述燃料电池系统为氢燃料电池系统。

11、本公开第二方面提供一种机动车，包括如第一方面中任一项所述的燃料电池系统。

12、如上所述，本公开实施例中提供燃料电池系统及机动车，燃料电池系统，包括：电堆、空压机、中冷器、换热器及燃气阀。所述换热器包括：第二空气进口、第二空气出口及连通它们的空气管道；以及第二燃料气体进口、第二燃料气体出口及连通它们的燃料气体管道；所述燃料气体管道和空气管道之间可热交换地设置；所述旁路管道经一电子节气门管道连通到所述第二空气进口；所述第二空气出口管道连通中冷器的第二进气口；所述第二燃料气体进口管道连通燃料气体源。利用燃料电池系统的阴极侧的空气来加热阳极侧的氢气，即空压机出口的高温气体与氢气进行热交换，不仅节省功耗，而且能降低中冷器的热交换负荷。

技术特征：

1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，包括：

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：增湿器，包括第三空气进口及其管道连通的第三空气出口、以及第一尾排进口及其管道连通的第一尾排出口；所述第三空气进口管道连通所述第二出气口，所述第三空气出口管道连通所述第一空气进口；所述第一尾排进口管道连通第一空气出口；其中，在增湿器内，所述第一尾排进口及第一尾排出口之间的管道与第三空气进口和第三空气出口之间的管道可湿热交换地设置。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述第一尾排出口管道连通背压阀。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：燃料气体循环系统，包括第三燃料气体进口及其管道连通的第三燃料气体出口、以及第二尾排进口及其管道连通的第二尾排出口；所述第三燃料气体进口管道连通第三出气口，所述第三燃料气体出口管道连通第一燃料气体进口；所述第二尾排进口管道连通第一燃料气体出口。

6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还包括：减压阀，包括管道连通的第四进气口和第四出气口，所述第四进气口管道连通燃料气体源，所述第四出气口管道连通所述换热器的第二燃料气体进口。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，包括：空气过滤器及空气流量计，所述空气过滤器管道连通至所述空压机，所述空气流量计连通于所述空气过滤器和空压机之间的管道。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述中冷器包括冷却液进口、冷却液出口及连通它们的冷却液管道。

9.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料气体为氢气，所述燃料电池系统为氢燃料电池系统。

10.一种机动车，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的燃料电池系统。

技术总结
本公开实施例中提供燃料电池系统及机动车，燃料电池系统，包括：电堆、空压机、中冷器、换热器及燃气阀。所述换热器包括：第二空气进口、第二空气出口及连通它们的空气管道；以及第二燃料气体进口、第二燃料气体出口及连通它们的燃料气体管道；所述燃料气体管道和空气管道之间可热交换地设置；所述旁路管道经一电子节气门管道连通到所述第二空气进口；所述第二空气出口管道连通中冷器的第二进气口；所述第二燃料气体进口管道连通燃料气体源。利用燃料电池系统的阴极侧的空气来加热阳极侧的氢气，即空压机出口的高温气体与氢气进行热交换，不仅节省功耗，而且能降低中冷器的热交换负荷。

技术研发人员：胡智,田大洋,黄潜
受保护的技术使用者：上海重塑能源科技有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/13