本发明涉及燃料电池领域,尤其涉及一种燃料电池工作系统、方法及相关设备。
背景技术:
1、质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、发电效率高、无污染等特点,广泛应用于新能源汽车领域。目前采用的储氢系统一般为气态氢,储氢密度低,为满足长续航里程要求需要多个高压氢气罐并联使用。液氢技术具备储氢密度高,便于储运等优点,是未来车载氢气技术的发展趋势。液氢在进入燃料电池电堆前需要气化,转变为气态氢气,目前广泛采用自然对流型气化器进行液氢气化,造成了该部分冷能的浪费。另一方面,燃料电池系统的热管理系统采用水作为电堆冷却介质,需要安装散热风扇将冷却水吸收的热量散到大气中,大功率燃料电池系统的风扇功耗较高,可占系统总输出功的10%左右,开发新型的电堆散热系统是提升大功率燃料电池系统性能的重要手段。故目前对于燃料电池仍缺少一种更好的冷却方法。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,本发明提供一种燃料电池工作系统、方法及相关设备,主要目的在于解决目前对于燃料电池仍缺少一种更好的冷却方法的问题。
2、为解决上述至少一种技术问题,第一方面,本发明提供了一种燃料电池工作系统,该系统包括:
3、液氢气化器,包括有液氢侧流道和二氧化碳工质流道;
4、液氢侧流道,所述液氢侧流道的进口连接于液氢储罐的出口,所述液氢侧流道的出口连接于氢气热交换器的进口;
5、二氧化碳工质流道,所述二氧化碳工质流道的进口连接于二氧化碳膨胀机的出口,所述二氧化碳工质流道的出口连接于二氧化碳储液罐的进口。
6、可选的,上述系统还包括:
7、二氧化碳输送泵,所述二氧化碳输送泵的进口连接于所述二氧化碳储液罐的出口,所述二氧化碳输送泵的出口连接于三通阀的进口。
8、可选的,上述系统还包括:
9、中冷器,所述中冷器连接于所述三通阀的出口,
10、所述中冷器为间壁式换热器,
11、所述间壁式换热器基于传热壁面划分有空气侧和二氧化碳工质侧。
12、可选的,上述系统还包括:
13、所述二氧化碳膨胀机的入口连接于所述中冷器的出口和燃料电池电堆的出口;
14、所述二氧化碳膨胀机的出口连接于发电机和液氢气化器。
15、第二方面,本发明实施例还提供了一种燃料电池工作,包括:
16、控制液氢气化器基于液氢侧流道获取液氢储罐的高压低温液氢;
17、基于所述液氢气化器将所述高压低温液氢转换为高压氢气;
18、将所述高压氢气传输至氢气热交换器;
19、控制二氧化碳储液罐获取液氢气化器排出的气态二氧化碳,其中,所述二氧化碳储液用于将所述气态二氧化碳转变为液态二氧化碳。
20、可选的,上述方法还包括:
21、基于二氧化碳输送泵输出所述液态二氧化碳。
22、可选的,上述方法还包括:
23、控制所述中冷器和所述燃料电池电堆获取所述二氧化碳输送泵输出的所述液态二氧化碳;
24、将所述液态二氧化碳转化为气态二氧化碳。
25、可选的,上述方法还包括:
26、控制二氧化碳膨胀机获取所述中冷器和所述燃料电池电堆排出的气态二氧化碳;
27、基于所述二氧化碳膨胀机带动发电机发电。
28、第三方面,本发明实施例还提供了一种燃料电池工作装置,包括:
29、控制单元,用于控制液氢气化器基于液氢侧流道获取液氢储罐的高压低温液氢;
30、转换单元,用于基于所述液氢气化器将所述高压低温液氢转换为高压氢气;
31、传输单元,用于将所述高压氢气传输至氢气热交换器;
32、获取单元,用于控制二氧化碳储液罐获取液氢气化器排出的气态二氧化碳,其中,所述二氧化碳储液用于将所述气态二氧化碳转变为液态二氧化碳。
33、为了实现上述目的,根据本发明的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在上述程序被处理器执行时实现上述的燃料电池工作方法的步骤。
34、为了实现上述目的,根据本发明的第五方面,提供了一种电子设备,包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器;其中,上述处理器用于调用上述存储器中的程序指令,执行上述的燃料电池工作方法的步骤。
35、借由上述技术方案,本发明提供的燃料电池工作系统、方法及相关设备,对于目前对于燃料电池仍缺少一种更好的冷却方法的问题,本发明通过液氢气化器,包括有液氢侧流道和二氧化碳工质流道;液氢侧流道,所述液氢侧流道的进口连接于液氢储罐的出口,所述液氢侧流道的出口连接于氢气热交换器的进口;二氧化碳工质流道,所述二氧化碳工质流道的进口连接于二氧化碳膨胀机的出口,所述二氧化碳工质流道的出口连接于二氧化碳储液罐的进口。在上述方案中,提出了一种耦合液氢冷能利用的二氧化碳工质燃料电池冷却系统,利用液氢的冷能作为燃料电池热管理系统冷却工质的热沉,可去掉传统热管理系统的散热风扇,减少燃料电池系统的寄生功率,液氢与二氧化碳工质进行热量交换,液氢转化为气态氢气,可供应给燃料电池氢气侧,二氧化碳工质则吸收了液氢的冷能,转变为液态,实现了冷能的回收。
36、相应地,本发明实施例提供的燃料电池工作装置、设备和计算机可读存储介质,也同样具有上述技术效果。
37、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
1.一种燃料电池工作系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,还包括:
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,还包括:
5.一种燃料电池工作方法,用于权利要求1-4中任意一项所述的燃料电池工作系统,其特征在于,包括
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序被处理器执行时实现如权利要求5至权利要求8中任一项所述的燃料电池工作方法的步骤。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器;其中,所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,执行如权利要求5至权利要求8中任一项所述的燃料电池工作方法的步骤。
