【技術實現步驟摘要】
本技術涉及氫電，特別是涉及一種氫燃料電池熱電聯供設備。
技術介紹
1、與傳統的一次能源發電相比，以可再生能源發電技術為主的分布式發電技術具有高效性和環境友好性，已逐漸代替傳統能源發電。但可再生能源隨機波動性強，高比例新能源并網將導致發電波段大幅度增加，難以維持電力平衡。此外，大量分布式能源并網可能引起設備線路過載、功率失衡、電壓超限等問題。氫能作為一種二次清潔能源，具有發電過程本身零排放、可跨能源網絡互聯和可大容量儲能等特點，有望成為解決新能源大規模接入電網問題的有效方法。
2、因此，提出一種電熱平衡、輸出穩定的氫燃料電池熱電聯供設備。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本技術的目的在于提供一種氫燃料電池熱電聯供設備，系統低溫冷啟動時通過ptc加熱器給冷卻液輔助加熱，使冷卻液盡快達到需求溫度，縮短燃料電池系統冷啟動時間，提高使用效率，輸出穩定。
2、本技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種氫燃料電池熱電聯供設備，包括內置部件和外殼，所述內置部件包括燃料電池電堆總成、控制器、dcdc變換單元、水熱管理單元、氫氣供給單元、空氣供給單元、輔助設備和電氣設備，所述燃料電池電堆總成包括燃料電池電堆、壓力傳感器和溫度傳感器，所述燃料電池電堆的一端設置有水泵，所述水泵的輸出端設置有節溫器和去離子器，所述水熱管理單元包括連接在水泵一端的散熱器總成、用于控制散熱器總成的散熱器總成風扇控制器、熱交換器、膨脹水壺和ptc加熱器，所述氫氣供給單元包括與燃料電池
3、通過采用上述技術方案，通過空氣濾清器將空氣中的雜質灰塵過濾掉，為燃料電池陰極供給純凈的空氣，經過空氣壓縮機將空氣增壓，為燃料電池電堆提供適當壓力的氣體，使得燃料電池電堆的陰極側的壓力始終處于較為高效的區間，安裝于空氣供給系統的末端，空氣供給系統中電子節氣門可與空壓機配合，為燃料電池堆提供合適壓力的空氣，通過燃料電池電堆將氫氣直接轉化為電能，水泵控制管路中冷卻液經過散熱器總成的流速進而控制散熱強度，以保證燃料電池電堆產生的熱量能夠快速有效的散發出去，去離子器應用在燃料電池的冷卻系統中，主要用于去除冷卻液中的導電離子。在燃料電池電堆運行中，內部雙極板上會產生電壓，但同時要求此電壓不會通過雙極板中間的冷卻液傳遞到整個冷卻循環流道，因此要求冷卻液不能導電，散熱器總成將由水泵流動循環的冷卻液熱量經其自身結構配合內置散熱風扇傳遞給環境，降低冷卻液的溫度，系統低溫冷啟動時通過ptc加熱器給冷卻液輔助加熱，使冷卻液盡快達到需求溫度，縮短燃料電池系統冷啟動時。
4、本技術進一步設置為：所述電氣設備包括dc/dc轉換器、進氣電磁閥、電壓巡檢模塊、安全閥和配電盒。
5、通過采用上述技術方案，dc/dc轉換器將車身輔助電池電壓和經過升壓轉換的燃料電池電堆電壓轉換成部分系統控制單元額定電壓，用于啟動系統和維持系統工作運行用電，進氣電磁閥用于控制氫氣輸送至燃料電池電堆總成通過，并在系統關機或故障時氣源的流通和截至，電壓巡檢模塊用于監測和檢測氫燃料電池電堆單電池的電壓狀態，以確保系統的正常運行和安全性，輸入氫氣壓力大于設計壓力時可以及時釋放壓力，通過安全閥的設置避免對燃料電池電堆造成損傷，配電盒內置絕緣檢測模塊和電力分配單元，通過其對系統整體做絕緣檢測和系統如空壓機和水泵等輔助用電器進行電力控制分配。
6、本技術進一步設置為：所述輔助設備包括保險盒。
7、通過采用上述技術方案，內置線路保險絲保護系統免受電流過載或短路等電氣故障造成的損壞。
8、本技術進一步設置為：還包括燃料電池控制器。
9、通過采用上述技術方案，用于實現對氫燃料電池系統運行的管理控制，涉及各環節的管理、協調、監控和通信，以確保燃料電池系統可靠和高效的運行，包括氫氣供給單元管理、空氣供給單元管理，水熱單元管理，電氣管理，數據通信和故障診斷等。
10、本技術進一步設置為：所述水泵的輸出端連接有節溫器。
11、通過采用上述技術方案，用于改變冷卻液的流通路徑，當燃料電池系統冷啟動溫度低時，控制冷卻液不經過散熱器總成，確保燃料電池電堆溫度迅速達到工作溫度(小循環)，當電堆溫度過高時控制冷卻液流經散熱器進而達到散熱的作用(大循環)。
12、本技術進一步設置為：所述外殼頂部設置有冷卻液加注口。
13、通過采用上述技術方案，用于補充或加注冷卻液。
14、本技術進一步設置為：所述外殼的背面設置有熱能輸入輸出接口、燃料電池系統空氣排放口和燃料電池系統廢氫排放口。
15、通過采用上述技術方案，熱能輸入輸出接口，用于連接外部循環水路，通過系統內置熱交換器將循環水加熱，將熱能傳遞至外部，用于車身固態儲氫加熱(固態儲氫釋放氫氣會導致儲氫罐溫度降低，溫度過低氫氣釋放流量將無法滿足系統運行，故需要加熱保持在正常工作溫度范圍)，或為外部其他設備提供熱能，燃料電池系統空氣排放口用于系統運行后空氣和水氣排放口，燃料電池系統廢氫排放口用于排放燃料電池系統工作后的氫氣、氮氣等殘余氣體以及部分水蒸氣。
16、綜上所述，本技術具有以下有益效果：
17、1、通過空氣濾清器將空氣中的雜質灰塵過濾掉，為燃料電池陰極供給純凈的空氣，經過空氣壓縮機將空氣增壓，為燃料電池電堆提供適當壓力的氣體，使得燃料電池電堆的陰極側的壓力始終處于較為高效的區間，安裝于空氣供給系統的末端，空氣供給系統中電子節氣門可與空壓機配合，為燃料電池堆提供合適壓力的空氣；
18、2、系統低溫冷啟動時通過ptc加熱器給冷卻液輔助加熱，使冷卻液盡快達到需求溫度，縮短燃料電池系統冷啟動時間。
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1.一種氫燃料電池熱電聯供設備，包括內置部件和外殼，所述內置部件包括燃料電池電堆(25)總成、控制器、DCDC變換單元、水熱管理單元、氫氣供給單元、空氣供給單元、輔助設備和電氣設備，其特征在于：所述燃料電池電堆總成包括燃料電池電堆(25)、壓力傳感器和溫度傳感器，所述燃料電池電堆(25)的一端設置有水泵(26)，所述水泵(26)的輸出端設置有節溫器(24)和去離子器(17)，所述水熱管理單元包括連接在水泵(26)一端的散熱器總成(14)、用于控制散熱器總成(14)的散熱器總成風扇控制器(8)、熱交換器(7)、膨脹水壺(6)和PTC加熱器(5)，所述氫氣供給單元包括與燃料電池電堆(25)連接的氫氣循環泵(11)、用于控制氫氣循環泵(11)的氫循環泵控制器(10)和氫濃度傳感器(9)，所述空氣供給單元包括空氣濾清器(13)、空氣壓縮機(15)和與空氣壓縮機(15)配合的電子節氣門(18)。
2.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：所述電氣設備包括DC/DC轉換器(21)、進氣電磁閥(19)、電壓巡檢模塊(22)、安全閥(20)和配電盒(12)。p>
3.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：所述輔助設備包括保險盒(16)。
4.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：還包括燃料電池控制器(23)。
5.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：所述水泵(26)的輸出端連接有節溫器(24)。
6.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：所述外殼頂部設置有冷卻液加注口(1)。
7.根據權利要求1所述的一種氫燃料電池熱電聯供設備，其特征在于：所述外殼的背面設置有熱能輸入輸出接口(2)、燃料電池系統空氣排放口(3)和燃料電池系統廢氫排放口(4)。
...【技術特征摘要】
1.一種氫燃料電池熱電聯供設備，包括內置部件和外殼，所述內置部件包括燃料電池電堆(25)總成、控制器、dcdc變換單元、水熱管理單元、氫氣供給單元、空氣供給單元、輔助設備和電氣設備，其特征在于：所述燃料電池電堆總成包括燃料電池電堆(25)、壓力傳感器和溫度傳感器，所述燃料電池電堆(25)的一端設置有水泵(26)，所述水泵(26)的輸出端設置有節溫器(24)和去離子器(17)，所述水熱管理單元包括連接在水泵(26)一端的散熱器總成(14)、用于控制散熱器總成(14)的散熱器總成風扇控制器(8)、熱交換器(7)、膨脹水壺(6)和ptc加熱器(5)，所述氫氣供給單元包括與燃料電池電堆(25)連接的氫氣循環泵(11)、用于控制氫氣循環泵(11)的氫循環泵控制器(10)和氫濃度傳感器(9)，所述空氣供給單元包括空氣濾清器(13)、空氣壓縮機(15)和與空氣壓縮機(15)配合的電子節氣門(18)。
2.根...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李武衡，徐樂建，吳浩，周科，汪宏斌，秦子威，陳卓，
申請(專利權)人：畔星科技浙江有限公司，
類型：新型
國別省市：
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