申请/专利权人：北京航天试验技术研究所

申请日：2023-08-02

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN116936863B

主分类号：H01M8/04082

分类号：H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04029;H01M8/04014;H01M8/04225;H01M8/04302

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2023.11.10#实质审查的生效;2023.10.24#公开

摘要：本发明公开了一种冷启动的液氢储供系统及其方法，涉及氢空燃料电池技术领域。本发明采用液氢对经过压缩机压缩后的空气进行冷却，降低燃料电池的结构热负荷并可作为空调制冷冷源；利用高压氢气温度高于转换温度时节流升温的特性结合氢气燃烧器，实现氢空燃料电池的快速冷启动，且结构简单、性能稳定；利用高压氢气温度低于转换温度时节流降温的特性结合液氢冷源，实现氢空燃料电池的正常运行时的冷却，减少氢空燃料电池的能量消耗并提高运行效率。

主权项：1.一种冷启动的液氢储供系统，其特征在于，包括空气管路1、液氢汽化器4、燃料电池5、三通道换热器11、低压氢管路13、主液氢储罐14、高压氢管路16、辅液氢储罐17、双通道换热器22和载冷剂管路26；所述液氢汽化器4和双通道换热器22的内部分别具有能构成换热接触的第一通道和第二通道；所述三通道换热器11的内部具有能构成换热接触的第一通道、第二通道和第三通道；所述空气管路1依次连接第一空气截止阀2、压缩机3、液氢汽化器4的第一通道和燃料电池5，用于将外部空气冷却后输送至燃料电池5进行反应；所述空气管路1的前端设置有与液氢汽化器4并联的空气旁通支路9；空气旁通支路9依次连接第三空气截止阀10、三通道换热器11的第一通道和第四空气截止阀12，用于利用空气热量汽化高压氢管路16中的液氢；所述空气管路1的后端设置有空调制冷管路6；空调制冷管路6依次连接第二空气截止阀7和空调换热器8，用于将通过液氢汽化器4的低温空气用于空调系统冷源；所述低压氢管路13依次连接主液氢储罐14、低压液氢截止阀15、液氢汽化器4的第二通道和燃料电池5，用于将主液氢储罐14中的液氢介质汽化后输送至燃料电池5进行反应；所述高压氢管路16依次连接辅液氢储罐17、高压液氢截止阀18、三通道换热器11的第二通道、控压阀19、温度传感器20、节流器21、双通道换热器22的第一通道，末端与低压氢管路13汇合并连接至燃料电池5，用于将辅液氢储罐17中的高压液氢转化为低压氢气、并完成制热或制冷目标，最终输送至燃料电池5进行反应；位于温度传感器20和节流器21中间的高压氢管路16部分设置有氢燃烧管路23；氢燃烧管路23依次连接氢气调节阀24和氢气燃烧器25，用于将部分汽化后的氢气燃烧产生热量；所述载冷剂管路26依次连接循环泵27、第一载冷剂截止阀28、三通道换热器11的第三通道、第二载冷剂截止阀29、双通道换热器22的第二通道和燃料电池5并构成循环回路，用于对燃料电池5进行冷却；所述载冷剂管路26上设置有载冷剂支路30；所述载冷剂支路30的两端均与载冷剂管路26相连，首端位于连接循环泵27后方，末端位于双通道换热器22前方；载冷剂支路30上依次连接有第三载冷剂截止阀31和氢气燃烧器25，用于对燃料电池5进行加热。

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