電池堆排出的空氣中的廢熱用來(lái)預(yù)熱進(jìn)入中高溫燃料電池堆的氣體；由于中高溫燃料電池堆的運(yùn)行溫度在100?200°C，如果進(jìn)入電堆的氣體的溫度過(guò)低進(jìn)入高溫電堆，會(huì)造成運(yùn)行不穩(wěn)定，而且，在中高溫燃料電池堆前設(shè)置換熱器，一方面換熱器通過(guò)電加熱將氫氣和空氣預(yù)熱到與燃料電池堆運(yùn)行溫度相當(dāng)，以免冷氣體進(jìn)入燃料電池堆，造成燃料電池堆運(yùn)行不穩(wěn)定，另一方面回收從兩個(gè)燃料電池堆空氣出口排出的高溫氣體的溫度，實(shí)現(xiàn)熱量的回收利用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1所示，一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，包括低溫燃料電池堆，中高溫燃料電池堆，以及分別連接在低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆上的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)。
[0022]在本實(shí)施例中由一個(gè)2kw低溫燃料電池堆和一個(gè)40kw中高溫燃料電池堆共用部分氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)，先由2kw低溫燃料電池堆運(yùn)行，幫助加熱40kw中高溫燃料電池堆達(dá)到可以啟動(dòng)溫度100°C以上后不再參與運(yùn)行，具體操作如下:
[0023]其中氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)中氫氣罐I依次連接減壓閥2、穩(wěn)壓閥3(將壓力穩(wěn)定在0.1?Ibar)后分為兩路，其中一路通過(guò)電磁閥a4、換熱器14、引射泵a5后連接中高溫燃料電池堆6，中高溫燃料電池堆6排出的氫氣經(jīng)分離器a7分離后返回引射泵a5，分離器a7連接排空閥8，另一路通過(guò)電磁閥a’ 19和引射泵b20后連接低溫燃料電池18，低溫燃料電池堆18排出的氫氣經(jīng)分離器b21分離后返回引射泵b20，分離器b21連接排空閥22 ;所述的氫氣罐I還連接帶有單向閥9的充氫口 10 ；
[0024]空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)11入口連接過(guò)濾器10，風(fēng)機(jī)出口分為兩路，其中一路通過(guò)電磁閥bl3、換熱器14后連接高溫燃料電池6，另一路通過(guò)電磁閥b’ 23連接低溫燃料電池18，低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆的空氣出口并聯(lián)連接到換熱器14的空氣入口 ；
[0025]冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)中冷卻液儲(chǔ)箱15依次連接冷卻液循環(huán)泵16，冷卻液散熱器17后分為兩路，一路通過(guò)電磁閥c25連接中高溫燃料電池堆6，另一路通過(guò)電磁閥c’ 24連接低溫燃料電池堆18 ;低溫燃料電池堆6和中高溫燃料電池堆18的冷卻液出口并聯(lián)后返回冷卻液儲(chǔ)箱15，冷卻液儲(chǔ)箱15底部設(shè)有電磁閥27。
[0026]換熱器14內(nèi)設(shè)有加熱管、二根合二為一的氫氣流道管、二根合二為一的空氣流道管，換熱器頂部設(shè)有與空氣排出口相連的排空閥26 ;所述的氫氣流道管兩端分別連接中高溫燃料電池堆的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)中的穩(wěn)壓閥和引射泵，空氣流道管兩端分別連接風(fēng)機(jī)和中高溫燃料電池堆，所述的加熱管與低溫燃料電池堆的正負(fù)極輸出端連接，對(duì)進(jìn)入中高溫燃料電池堆的氫氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)回收從低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆排出的空氣的熱量。
[0027]在運(yùn)行初期，溫度較低時(shí)開(kāi)啟低溫燃料電池進(jìn)行發(fā)電，氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)分別通過(guò)控制打開(kāi)電磁閥a’、電磁閥b’和電磁閥c’快速啟動(dòng)與運(yùn)行低溫燃料電池，當(dāng)?shù)蜏厝剂想姵剡\(yùn)行放電加熱電熱管，以及自身放熱加熱共用冷卻流體，使中高溫燃料電池堆達(dá)到100°C以上后，即關(guān)閉電磁閥a’、電磁閥b’和電磁閥c’，啟動(dòng)運(yùn)行中高溫燃料電池，并停止低溫燃料電池運(yùn)行。
[0028]加熱管可根據(jù)需要設(shè)置I?20根，每根加熱管的功率可選擇0.1?500w。
[0029]加熱管為石英玻璃管、或招翅片包覆管、或銅包覆管。
[0030]實(shí)施例2
[0031]所述的I千瓦低溫燃料電池堆和50千瓦中高溫燃料電池堆的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)各自獨(dú)立，其余同實(shí)施例1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，包括低溫燃料電池堆，中高溫燃料電池堆，以及分別連接低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在中高溫燃料電池堆前，對(duì)進(jìn)入中高溫燃料電池堆的氫氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱的換熱器，該換熱器二端設(shè)有空氣入口和空氣出口，該空氣入口分別連接低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆的空氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)包括:氫氣罐依次連接減壓閥、穩(wěn)壓閥后分為兩路，其中一路通過(guò)電磁閥a、換熱器、弓I射泵a后連接中高溫燃料電池堆，中高溫燃料電池堆排出的氫氣經(jīng)分離器a分離后返回引射泵a，另一路通過(guò)電磁閥a’和引射泵b后連接低溫燃料電池，低溫燃料電池堆排出的氫氣經(jīng)分離器b分離后返回引射泵b ； 所述的空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)包括:過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的入口連接過(guò)濾器，風(fēng)機(jī)出口分為兩路，其中一路通過(guò)電磁閥b、換熱器后連接高溫燃料電池，另一路通過(guò)電磁閥b ’連接低溫燃料電池； 所述的冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)包括:冷卻液儲(chǔ)箱依次連接冷卻液循環(huán)泵，冷卻液散熱器后分為兩路，一路通過(guò)電磁閥c連接中高溫燃料電池堆，另一路通過(guò)電磁閥c’連接低溫燃料電池堆；低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆的冷卻液出口并聯(lián)后返回冷卻液儲(chǔ)箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的換熱器內(nèi)設(shè)有加熱管、至少一根氫氣流道管、至少一根空氣流道管，換熱器的空氣入口的相對(duì)位置設(shè)有空氣出口與排空閥；所述的氫氣流道管兩端分別連接中高溫燃料電池堆的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)中的穩(wěn)壓閥和引射泵，所述的空氣流道管兩端分別連接風(fēng)機(jī)和中高溫燃料電池堆，所述的加熱管與低溫燃料電池堆的正負(fù)極輸出端連接，對(duì)進(jìn)入中高溫燃料電池堆的氫氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)回收從低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆排出的空氣的熱量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱管包括設(shè)有I?20根，每根加熱管的功率為0.1?lOOOw。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱管為石英玻璃管、或招翅片包覆管、或銅包覆管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于，所述的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)分別通過(guò)控制打開(kāi)電磁閥a’、電磁閥b’和電磁閥c’快速啟動(dòng)與運(yùn)行低溫燃料電池，當(dāng)?shù)蜏厝剂想姵剡\(yùn)行放電加熱電熱管，以及自身放熱加熱共用冷卻流體，使中高溫燃料電池堆達(dá)到100°C以上后，即關(guān)閉電磁閥a’、電磁閥b ’和電磁閥c ’，啟動(dòng)運(yùn)行中高溫燃料電池，并停止低溫燃料電池運(yùn)行。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫與中高溫燃料電池聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)，包括低溫燃料電池堆，中高溫燃料電池堆，以及分別連接在低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆上的氫氣共用供應(yīng)系統(tǒng)、空氣共用供應(yīng)系統(tǒng)和冷卻流體循環(huán)共用系統(tǒng)，還包括設(shè)置在中高溫燃料電池堆前，對(duì)進(jìn)入中高溫燃料電池堆的氫氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱的換熱器，該換熱器二端設(shè)有空氣入口與空氣出口，該空氣入口分別連接低溫燃料電池堆和中高溫燃料電池堆的空氣出口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用低溫燃料電池堆的低溫啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)，為中、高溫燃料電池加熱、升溫、做好預(yù)熱啟動(dòng)準(zhǔn)備，具有兼容二種燃料電池的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H01M8-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104733746
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310723419
【發(fā)明人】胡里清
【申請(qǐng)人】上海神力科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月24日