一种燃料电池氢气子系统及燃料电池系统的制作方法

本技术属于燃料电池，具体涉及一种燃料电池氢气子系统及燃料电池系统。

背景技术：

1、如图1所示，氢燃料电池氢气子系统一般包括进气关断阀、比例阀或氢喷，氢气循环泵或引射器(或2种均用)。然而，燃料电池在低温冷启动时，从引射器或氢气循环泵回流的高温混合气体在遇到从气瓶过来的低温氢气时会迅速凝结成液态水珠，其进入燃料电池中会引起水淹，从而造成燃料电池单片过低或者整体性能不佳。为解决上述问题，现有技术通常采用增加氢气加热器的方式，在进气处增加板式换热装置，引入燃料电池冷却系统中的冷却液给供氢系统进行加热。但是，现有增加氢气加热器的氢燃料电池氢气子系统的管道复杂，且氢气加热器温升不高，一般温升10℃(摄氏度)以内。并且，虽然现有增加氢气加热器的氢燃料电池氢气子系统增加了温升效果，但是也会导致由于氢气加热器的体积较大而不利于集成。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种燃料电池氢气子系统及燃料电池系统。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种燃料电池氢气子系统，包括：供氢管路和循环回路；所述循环回路用于连通燃料电池系统电堆的氢气入口和氢气出口；所述循环回路上设置有涡流换热器；所述涡流换热器的高温气体出口与所述氢气入口连通的管路上设置有第一调压阀；所述涡流换热器的低温气体出口与所述氢气出口连通的管路上设置有第二调压阀；所述供氢管路的高压氢气入口用于接收高压氢气；所述供氢管路的高压氢气出口与所述涡流换热器的入口连接。

3、在一个具体实施例中，所述供氢管路上设置有关断阀，所述涡流换热器的所述入口与所述关断阀的后端连接。

4、在一个具体实施例中，所述涡流换热器的所述低温气体出口与所述第二调压阀之间的管路上设置有电磁阀或截止阀。

5、在一个具体实施例中，所述涡流换热器包括涡流管。

6、在一个具体实施例中，所述涡流换热器的所述高温气体出口上设置有温度调节阀。

7、在一个具体实施例中，所述高温气体出口的高温氢气的温度为30～125摄氏度，所述低温气体出口的低温氢气的温度为-50～20摄氏度。

8、在一个具体实施例中，所述高压氢气的压力值为0.5～2兆帕。

9、一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括：电堆和所述的燃料电池氢气子系统。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

11、1、本实用新型的燃料电池氢气子系统设置了涡流换热器，能够简捷高效地对通过入口进入涡流换热器的高压氢气进行加热，且温升明显。

12、2、本实用新型的燃料电池氢气子系统的涡流换热器结构简单，体积小不占空间，有利于集成，且成本低廉，经济性好。

13、3、本实用新型的燃料电池氢气子系统的涡流换热器设置了温度调节阀，能够有效调节高温气体出口流出的气体温度，且无需增加涡流换热器的整体尺寸和体积，适应性强。

14、4、本实用新型的燃料电池氢气子系统和燃料电池系统结构简单，使用方便，市场前景广阔。

技术特征：

1.一种燃料电池氢气子系统，其特征在于，包括：供氢管路(1)和循环回路(2)；

2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述供氢管路(1)上设置有关断阀(7)，所述涡流换热器(4)的所述入口(43)与所述关断阀(7)的后端(71)连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述涡流换热器(4)的所述低温气体出口(42)与所述第二调压阀(6)之间的管路上设置有电磁阀或截止阀(8)。

4.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述涡流换热器(4)包括涡流管(44)。

5.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述涡流换热器(4)的所述高温气体出口(41)上设置有温度调节阀。

6.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述高温气体出口(41)的高温氢气的温度为30～125摄氏度，所述低温气体出口(42)的低温氢气的温度为-50～20摄氏度。

7.根据权利要求1所述的燃料电池氢气子系统，其特征在于，所述高压氢气的压力值为0.5～2兆帕。

8.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括：电堆(3)和根据权利要求1～7任一项所述的燃料电池氢气子系统。

技术总结
本技术提出了一种燃料电池氢气子系统及燃料电池系统。燃料电池氢气子系统包括：供氢管路和循环回路；所述循环回路用于连通燃料电池系统电堆的氢气入口和氢气出口；所述循环回路上设置有涡流换热器；所述涡流换热器的高温气体出口与所述氢气入口连通的管路上设置有第一调压阀；所述涡流换热器的低温气体出口与所述氢气出口连通的管路上设置有第二调压阀；所述供氢管路的进料口用于接收高压氢气；所述供氢管路的出料口与所述涡流换热器的入口连接。燃料电池系统包括：电堆和所述的燃料电池氢气子系统。本技术的涡流换热器能够对流入的高压氢气进行有效加热，且温升明显，同时涡流换热器的结构简单，体积小不占空间，成本低廉，经济性好。

技术研发人员：沈国庆,任超飞,纪光霁
受保护的技术使用者：康明斯新能源动力（上海）有限公司
技术研发日：20230526
技术公布日：2024/1/14