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专利号: 2019104175031
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,包括:燃料电池系统;所述燃料电池系统包括储氢装置(1)、氢气输送管路(2)、空压机(3)、空气输送管路(5)、电堆(8)、水氢分离器(9)、氢气循环管路(14)、氢气循环泵(12)和出口逆止阀(13);所述储氢装置(1)与所述氢气输送管路(2)的一端连通,所述氢气输送管路(2)的另一端与所述电堆(8)的阳极相连;所述空压机(3)与所述空气输送管路(5)的一端连通,所述空气输送管路(5)的另一端与所述电堆(8)的阴极相连;所述电堆(8)的出口与所述水氢分离器(9)连接,所述水氢分离器(9)与所述氢气循环管路(14)的一端连接,所述氢气循环管路(14)的另一端与所述氢气输送管路(2)的另一端连接;所述氢气循环泵(12)和所述出口逆止阀(13)均安装于所述氢气循环管路(14)上,所述氢气循环泵(12)位于所述出口逆止阀(13)与所述水氢分离器(9)之间,所述出口逆止阀(13)使得氢气仅能从所述氢气循环泵(12)向所述氢气输送管路(2)方向运行;

涡流加热装置(6),所述涡流加热装置(6)安装于所述空气输送管路(5)和氢气输送管路(2)上,所述涡流加热装置(6)包括:铝管(20),为中空圆柱状;

加热管(21),为中空圆柱状,并且套设于所述铝管(20)的径向外侧,与所述铝管(20)紧密贴合;

隔热管(22),为中空圆柱状,套设于所述加热管(21)的径向外侧,所述隔热管(22)的内壁与所述加热管(21)的外壁之间形成环形空腔;及电磁线圈(23),缠绕于所述隔热管(22)的外壁上;

氢气循环旁路(15),所述氢气循环旁路(15)的一端与所述氢气循环管路(14)的一端连接,所述氢气循环旁路(15)的另一端与所述氢气输送管路(2)的另一端连接;及扩压管(19),所述扩压管(19)安装于所述氢气循环旁路(15)上;

其中,所述铝管(20)与所述氢气输送管路(2)连通,所述环形空腔与所述空气输送管路(5)连通。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述燃料电池系统还包括液位传感器(11)和排水阀(10),所述液位传感器(11)和排水阀(10)均安装于所述水氢分离器(9)上,用于检测所述水氢分离器(9)内的液位高度,所述排水阀(10)与所述液位传感器(11)连接,所述排水阀(10)的启闭根据所述液位传感器(11)的信号控制。

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述燃料电池系统还包括还第一温度传感器(7)、第二温度传感器(18)和控制单元(17),所述第一温度传感器(7)安装于所述电堆(8)上,用于监测所述电堆(8)的温度,所述第二温度传感器(18)安装于所述氢气循环管路(14)上,所述第一温度传感器(17)和所述第二温度传感器(18)均与所述控制单元(7)连接,所述控制单元(7)与所述电磁线圈(23)连接,所述控制单元(17)根据所述第一温度传感器(17)和所述第二温度传感器(18)的信号控制所述电磁线圈(23)内的电流频率。

4.根据权利要求3所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述燃料电池系统还包括旁路截止阀(16),所述旁路截止阀(16)安装于所述氢气循环旁路(15)上,所述旁路截止阀(16)与所述控制单元(17)连接,所述控制单元(17)控制所述旁路截止阀(16)的启闭。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述涡流加热装置(6)还包括护线管(24),所述护线管(24)包裹于所述电磁线圈(23)上。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述铝管(20)的内径R1取10~25mm,所述铝管(20)的厚度h1为R1/5,加热管(21)厚度h2为R1/5。

7.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述加热管(21)由导磁材料制成。

8.根据权利要求1所述的氢燃料电池低温快速启动系统,其特征在于,所述隔热管(22)由陶瓷材质制成。