一种燃料电池氢气加热装置及车辆的制作方法

本发明涉及车辆控制，具体涉及一种燃料电池氢气加热装置及车辆。

背景技术：

1、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，pemfc)和传统的内燃机反应机理不同，它直接将化学能转换为电能，不受卡诺循环的限制，能量的转化效率高达40％～60％。作为一种新型清洁的能源，具有低噪音、零污染、启动快，效率高、输出电流大、工作温度低等优点，并在便携式电源、固定式电源及车载电源方面得到了广泛应用。

2、质子交换膜最佳工作温度一般在60℃-80℃之间，由于电堆在发电时空气和氢气的流量都有富余量，进入质子交换膜但未完全反应的氢气出电堆后是高温的饱和湿度氢气，高温的饱和湿度氢气经过氢水分离器，再和新氢混合后进入引射器再进入电堆。当氢燃料电池车辆处于低温比如零下30℃时，高温的饱和湿度回氢和从储氢瓶出来的低温氢气混合后会产生液滴水。特别是电堆在高功率运行时，电堆反应温度增加，回氢带有的含湿量增加，和新氢混合后会产生更多的液滴水，造成部分单电池气路阻塞，影响电堆均一性和稳定性。申请人有鉴于此，提出了一种燃料电池氢气加热装置及车辆。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种燃料电池氢气加热装置，以解决现有技术中的氢燃料电池运行过程中产生的液滴水堵塞单电池气路的问题；目的之二在于提供一种车辆。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种燃料电池氢气加热装置，包括：

4、底板，所述底板上设有换热片组，所述换热片组沿所述底板的第一方向和第二方向延伸分布，其中，沿第二方向延伸的换热片组呈层状加热结构分布，相邻两层的换热片组之间设有放置通道；

5、氢气管道，用于氢气传输，所述氢气管道沿所述放置通道在层状的分布方向上往复穿设在所述放置通道中，所述底板上设有用于固定所述氢气管道的固定组件；

6、发电组件，与所述底板可拆卸连接，用于发电。

7、进一步，所述底板上设有多个固定板，所述固定板沿所述底板的第一方向均匀设置，所述换热片组设置在所述固定板的两侧，所述换热片组在第二方向上形成所述层状加热结构，相邻两层所述换热片组形成所述放置通道。

8、进一步，所述固定组件包括安装板和固定头，所述安装板设置在所述底板上且位于所述放置通道的两端，所述安装板上设有第一避让孔，所述固定板上设有第二避让孔，所述第一避让孔与所述第二避让孔对应，所述固定头设置在所述安装板上，用于固定所述氢气管道的输入端和输出端。

9、进一步，所述氢气管道包括主体段和转向段，其中，所述主体段位于所述放置通道中且穿过所述第二避让孔，所述转向段穿过所述第二避让孔，用于连接相邻两层放置通道内的主体段。

10、进一步，还包括引热器，所述引热器可拆卸连接在所述固定组件上，所述引热器为中空结构，所述引热器的开口朝向所述换热片组设置，所述引热器上设有输热管，用于将热源引入所述引热器。

11、进一步，所述发电组件包括风冷组件和发电模块，所述风冷组件与所述底板可拆卸连接，所述发电组件位于所述风冷组件与所述发电模块之间，利用所述风冷组件与所述底板之间的温差进行发电。

12、进一步，所述风冷组件包括风冷块、进风块和出风块，所述风冷块内设有风冷腔，所述进风块和出风块分别设置在风冷腔的进气端和出气端，所述风冷腔内设有冷却片，所述风冷块朝向所述底板的一侧开有用于定位发电模块的定位槽。

13、进一步，所述发电模块与所述定位槽和底板之间可拆卸连接。

14、进一步，所述底板上设有连接孔，所述风冷块上设有能够用于与连接孔连接的连接件，所述连接件与所述连接孔连接时，所述发电模块固定在所述风冷模块与底板之间。

15、本发明还提供一种车辆，包括上述的燃料电池氢气加热装置。

16、本发明的有益效果：

17、(1)与现有技术相比，本发明通过设置的多个换热片组，且其沿底板的第一方向和第二方向延伸，呈矩阵分布，而形成的多层的换热片组之间形成的放置通道使得氢气管道能够往复穿设在多层状的换热片组之间，从而增加了换热片组与氢气管道的接触面积和解除时间，同时，氢气管道往复穿插的设置方式能够延长氢气在换热片组中流动的时间，提高了换热强度，避免了液态水的形成，从而避免燃料电池气路堵塞。

18、(2)与现有技术相比，本发明通过设置的发电组件，在对换热片组加热的同时，实现利用温差发电，能够提高本发明的热利用效率。

技术特征：

1.一种燃料电池氢气加热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述底板上设有多个固定板，所述固定板沿所述底板的第一方向均匀设置，所述换热片组设置在所述固定板的两侧，所述换热片组在第二方向上形成所述层状加热结构，相邻两层所述换热片组形成所述放置通道。

3.根据权利要求2所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述固定组件包括安装板和固定头，所述安装板设置在所述底板上且位于所述放置通道的两端，所述安装板上设有第一避让孔，所述固定板上设有第二避让孔，所述第一避让孔与所述第二避让孔对应，所述固定头设置在所述安装板上，用于固定所述氢气管道的输入端和输出端。

4.根据权利要求3所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述氢气管道包括主体段和转向段，其中，所述主体段位于所述放置通道中且穿过所述第二避让孔，所述转向段穿过所述第二避让孔，用于连接相邻两层放置通道内的主体段。

5.根据权利要求1所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：还包括引热器，所述引热器可拆卸连接在所述固定组件上，所述引热器为中空结构，所述引热器的开口朝向所述换热片组设置，所述引热器上设有输热管，用于将热源引入所述引热器。

6.根据权利要求1所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述发电组件包括风冷组件和发电模块，所述风冷组件与所述底板可拆卸连接，所述发电组件位于所述风冷组件与所述发电模块之间，利用所述风冷组件与所述底板之间的温差进行发电。

7.根据权利要求6所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述风冷组件包括风冷块、进风块和出风块，所述风冷块内设有风冷腔，所述进风块和出风块分别设置在风冷腔的进气端和出气端，所述风冷腔内设有冷却片，所述风冷块朝向所述底板的一侧开有用于定位发电模块的定位槽。

8.根据权利要求7所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述发电模块与所述定位槽和底板之间可拆卸连接。

9.根据权利要求7所述的燃料电池氢气加热装置，其特征在于：所述底板上设有连接孔，所述风冷块上设有能够用于与连接孔连接的连接件，所述连接件与所述连接孔连接时，所述发电模块固定在所述风冷模块与底板之间。

10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的燃料电池氢气加热装置。

技术总结本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池氢气加热装置及车辆。其中，燃料电池氢气加热装置包括底板，底板上设有换热片组，换热片组沿底板的第一方向和第二方向延伸分布，其中，沿第二方向延伸的换热片组呈层状加热结构分布，相邻两层的换热片组之间设有放置通道；氢气管道，用于氢气传输，氢气管道沿放置通道在层状的分布方向上往复穿设在放置通道中，底板上设有用于固定氢气管道的固定组件；发电组件，与底板可拆卸连接，用于发电。本发明能够利用车辆本身的热量对氢气管道进行加热，避免氢气中的液态水进入燃料电池的气体管道中堵塞气路，保障了燃料电池的正常工作。技术研发人员：唐枝萍,黄书隆受保护的技术使用者：深蓝汽车科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9