一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，包括保溫殼體、燃料電池堆、空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，燃料電池堆置于保溫殼體內(nèi)，保溫殼體是具有真空夾層的殼體，保溫殼體外設(shè)有對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備。有益效果：本發(fā)明能夠形成一個(gè)全真空密閉燃料電池系統(tǒng)，受環(huán)境溫度影響小，能夠在停止工作時(shí)保溫，使燃料電池溫度下降速度變慢，尤其是在零下時(shí)，本發(fā)明能夠較長時(shí)間保持0℃以上，不會(huì)因溫度過低結(jié)冰損傷燃料電池；使燃料電池啟動(dòng)快，溫度提升速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)更高性能的穩(wěn)定輸出；不受時(shí)間地點(diǎn)所限，隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行保溫，操作簡(jiǎn)單；燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)燃料出現(xiàn)的微量泄漏，可通過液氣兩用泵抽出，減少殼體內(nèi)氫氣濃度，提高安全性。
【專利說明】一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于質(zhì)子交換膜燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及燃料電池保溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池發(fā)電系統(tǒng)具有在一定溫度范圍內(nèi)性能達(dá)到最佳的特點(diǎn)。由于燃料電池結(jié)構(gòu)及工藝不同，其最佳工作溫度區(qū)間有所差異，一般燃料電池最佳工作溫度區(qū)間在60-75°C之間。燃料電池工作過程是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，溫度是影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的一個(gè)重要因素，所以當(dāng)燃料電池處于低溫情況下，其化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程會(huì)變慢，性能會(huì)變差，尤其當(dāng)環(huán)境溫度降至零下時(shí)，由于燃料電池自身生成水的特點(diǎn)，如果保存不當(dāng)，很容易結(jié)冰，損傷膜電極，從而使燃料電池出現(xiàn)損壞，無法實(shí)現(xiàn)零下的啟動(dòng)運(yùn)行。
[0003]為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中一般采取對(duì)燃料電池堆進(jìn)行保溫處理的措施，通過外部保溫殼對(duì)燃料電池堆保溫。上述現(xiàn)有技術(shù)的不足是:盡管其能對(duì)燃料電池堆有一定保溫作用，但無法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的保溫，當(dāng)燃料電池停止工作以后，由于沒有隔離，管道與燃料電池堆內(nèi)部相通，通過熱傳導(dǎo)，燃料電池堆的溫度仍會(huì)很快降到與環(huán)境相同的溫度，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)再次運(yùn)行時(shí)，溫度仍然不是最佳工作溫度，仍需要靠自身反應(yīng)來升溫。如果環(huán)境溫度處于零下，燃料電池堆會(huì)被凍壞，為避免凍壞，需要對(duì)燃料電池堆進(jìn)行吹掃處理，吹盡生成水，當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間而再次啟動(dòng)時(shí)，需要漫長的升溫過程后才能正常運(yùn)行，這樣將消耗大量能量。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的一種燃料電池堆保溫系統(tǒng)示意圖，空氣依次經(jīng)空氣過濾器、空氣泵、加熱增濕器后，穿過堆保溫殼后進(jìn)入燃料電池堆，參與反應(yīng)后尾氣直接排出；氫氣經(jīng)氫氣流量控制器、殼外氫氣入電磁閥、氫氣加熱增濕器后穿過堆保溫殼后進(jìn)入燃料電池堆參與反應(yīng)，尾氣經(jīng)殼外氫氣出電磁閥排出；冷卻液流經(jīng)冷卻液泵后進(jìn)入節(jié)溫器后分成兩路，一路進(jìn)入散熱器，然后進(jìn)入燃料電池堆，形成外循環(huán)，一路直接與散熱器并行進(jìn)入燃料電池堆，形成內(nèi)循環(huán)。電力輸出正極管線與普通正極繼電器相連，電力輸出負(fù)極管線與普通負(fù)極繼電器相連，二者與用電器相連，形成回路，對(duì)外輸出電力?？刂齐娎|管線控制燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服燃料電池發(fā)電系統(tǒng)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，為燃料電池發(fā)電系統(tǒng)提供保溫，克服燃料電池發(fā)電系統(tǒng)存在的上述不足，提高燃料電池性能和實(shí)現(xiàn)快速零下低溫啟動(dòng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，包括保溫殼體、燃料電池堆、空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，燃料電池堆置于保溫殼體內(nèi)，其特征在于:所述保溫殼體是具有真空夾層的殼體，保溫殼體外設(shè)有對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備。
[0006]所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分成殼內(nèi)部分和殼外部分，空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的殼內(nèi)部分和殼外部分通過電磁閥控制通斷，電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分和殼外部分通過真空繼電器控制通斷。
[0007]所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:
[0008]所述保溫殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體是槽型殼體，槽型殼體壁是具有真空夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，上殼體下沿帶有外翻邊，外翻邊上均勻設(shè)有螺釘通孔；所述下殼體是槽型殼體，槽型殼體壁是具有夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，雙殼結(jié)構(gòu)的夾層分成兩部分，沿下殼體上口的一周是中空層，其余部分是下真空層，中空層和下真空層之間由隔板密封分隔，下真空層是密閉空間，下殼體上口面板上設(shè)有與上殼體下沿外翻邊上螺釘通孔相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，螺紋孔沉降于中空層中，下殼體上口面板螺紋孔內(nèi)側(cè)設(shè)有兩道密封圈槽，密封圈置于密封圈槽內(nèi)，上口面板的兩道密封圈槽之間位置開有密封圈抽真空孔與中空層相通，下殼體下真空層的槽壁上開有貫通槽壁并與槽壁密閉空間密封的空氣系統(tǒng)連接管、氫氣系統(tǒng)連接管、冷卻系統(tǒng)連接管和電力系統(tǒng)連接管，空氣系統(tǒng)連接管包括空氣入管路和空氣出管路，氫氣系統(tǒng)連接管包括氫氣入管路和氫氣出管路，冷卻系統(tǒng)連接管包括冷卻液出管路和冷卻液入管路，電力系統(tǒng)連接管包括正極電纜管線、負(fù)極電纜管線和控制電纜管線；上殼體下沿與下殼體上口相配合，通過螺釘緊密連接；
[0009]所述空氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)空氣入電磁閥、空氣加熱增濕器和殼內(nèi)空氣出電磁閥，殼內(nèi)空氣入電磁閥入口與下殼體下真空層的空氣入管路內(nèi)口連接，殼內(nèi)空氣入電磁閥出口通過管路連接空氣加熱增濕器入口，空氣加熱增濕器出口與燃料電池堆空氣入口連接，燃料電池堆空氣出口與殼內(nèi)空氣出電磁閥入口連接，殼內(nèi)空氣出電磁閥出口連接下殼體下真空層的空氣出管路內(nèi)口；
[0010]所述氫氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)氫氣入電磁閥、氫氣加熱增濕器和殼內(nèi)氫氣出電磁閥,殼內(nèi)氫氣入電磁閥入口連接下殼體下真空層的氫氣入管路內(nèi)口，殼內(nèi)氫氣入電磁閥出口通過管路連接氫氣加熱增濕器入口，氫氣加熱增濕器出口與燃料電池堆氫氣入口連接，燃料電池堆氫氣出口與殼內(nèi)氫氣出電磁閥入開口連接，殼內(nèi)氫氣出電磁閥出口連接下殼體下真空層的氫氣出管路內(nèi)口；
[0011 ] 所述冷卻系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括冷卻液泵、節(jié)溫器、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥和殼內(nèi)冷卻液入電磁閥，冷卻液泵吸入口連接燃料電池堆冷卻液出口，冷卻液泵出口連接節(jié)溫器入口，節(jié)溫器外循環(huán)口連接殼內(nèi)冷卻液出電磁閥入口，節(jié)溫器內(nèi)循環(huán)口分兩路，一路與殼內(nèi)冷卻液入電磁閥出口連接，另一路連接燃料電池堆冷卻液入口，殼內(nèi)冷卻液出電磁閥出口連接下殼體下真空層的冷卻液出管路內(nèi)口，殼內(nèi)冷卻液入電磁閥入口連接下殼體下真空層的冷卻液入管路內(nèi)口；
[0012]所述電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括正極真空繼電器、負(fù)極真空繼電器和控制電真空繼電器組，正極真空繼電器和負(fù)極真空繼電器的輸出端分別與燃料電池堆的正極和負(fù)極相連，正極真空繼電器和負(fù)極真空繼電器的輸入端分別與下殼體下真空層的正極電纜管線和負(fù)極電纜管線內(nèi)口相連，控制電真空繼電器組輸出端與燃料電池堆相連，控制電真空繼電器組輸入端與控制電纜管線內(nèi)口相連，控制燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行；
[0013]所述殼內(nèi)部分還包括氫氣濃度傳感器，氫氣濃度傳感器安裝在下殼體下真空層的的槽壁上，通過信號(hào)線與電堆控制系統(tǒng)相連，氫氣濃度傳感器檢測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度；
[0014]所述空氣系統(tǒng)殼外部分包括空氣過濾器、空氣泵、殼外空氣入電磁閥、空氣入分隔電磁閥、空氣出分隔電磁閥和殼外空氣出電磁閥，下殼體下真空層的空氣入管路和空氣出管路的外口分別分為兩路，空氣過濾器入口與空氣源相連，空氣過濾器出口連接空氣泵入口，空氣泵出口連接殼外空氣入電磁閥入口，殼外空氣入電磁閥出口連接下殼體下真空層的空氣入管路外口的一路，殼外空氣出電磁閥入口連接下殼體下真空層的空氣出管路外口的一路，殼外空氣出電磁閥出口排空，下殼體下真空層的空氣入管路和空氣出管路的外口的另一路通過管路連接為空氣支路，空氣支路上依次連接有空氣入分隔電磁閥和空氣出分隔電磁閥，在空氣入分隔電磁閥和空氣出分隔電磁閥之間的管路上設(shè)有與下殼體中空層連通的空氣路抽真空管；
[0015]所述氫氣系統(tǒng)殼外部分包括氫氣流量控制器、殼外氫氣入電磁閥、氫氣入分隔電磁閥、真空壓力傳感器、氫氣出分隔電磁閥和殼外氫氣出電磁閥，下殼體下真空層的氫氣入管路和氫氣出管路的外口分別分為兩路，氫氣入管路外口的一路與殼外氫氣入電磁閥的出口相連，殼外氫氣入電磁閥的入口連接氫氣流量控制器出口，氫氣流量控制器入口與氫氣源相連，氫氣出管路外口的一路與殼外氫氣出電磁閥的入口相連，殼外氫氣出電磁閥的出口與氫氣尾排管相連，氫氣入管路和氫氣出管路外口的另一路通過管路連接為氫氣支路，氫氣支路依次連接有氫氣入分隔電磁閥和氫氣出分隔電磁閥，在氫氣入分隔電磁閥和氫氣出分隔電磁閥之間的管路上設(shè)有與下殼體中空層連通的氫氣路抽真空管，氫氣路抽真空管上連接有真空壓力傳感器；
[0016]所述冷卻系統(tǒng)殼外部分包括殼外冷卻液出電磁閥、補(bǔ)液箱、散熱器、冷卻液出分隔電磁閥、冷卻液入分隔電磁閥和殼外冷卻液入電磁閥，下殼體下真空層的冷卻液入管路和冷卻液出管路的外口分別分為兩路，冷卻液入管路外口的一路與殼外冷卻液入電磁閥出口相連，殼外冷卻液入電磁閥入口與散熱器出口相連，冷卻液出管路的外口的一路與殼外冷卻液出電磁閥入口相連，殼外冷卻液出電磁閥出口與散熱器入口相連，補(bǔ)液箱連接在殼外冷卻液出電磁閥出口與散熱器連接的管路上，冷卻液入管路和冷卻液出管路外口的另一路通過管路連接為冷卻液支路，冷卻液支路上依次連接有冷卻液入分隔電磁閥和冷卻液出分隔電磁閥，在冷卻液入分隔電磁閥和冷卻液出分隔電磁閥之間的管路上設(shè)有與下殼體中空層連通的冷卻液路抽真空管；
[0017]所述電力系統(tǒng)殼外部分包括下殼體下真空層的正極電纜管線、負(fù)極電纜管線和外控制電纜管線的外口，正極電纜管線和負(fù)極電纜管線外口分別與負(fù)載的正極和負(fù)極相連，控制電纜管線外口與燃料電池控制系統(tǒng)相連；
[0018]所述保溫殼體外設(shè)有的對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備包括液氣兩用真空泵、抽真空電磁閥和系統(tǒng)抽真空管，系統(tǒng)抽真空管穿過中空層進(jìn)入殼內(nèi)空間，系統(tǒng)抽真空管位于中空層部位開有與中空層連通口，位于殼內(nèi)空間部位開有與殼內(nèi)空間連通口，抽真空電磁閥入口與系統(tǒng)抽真空管外口相連，抽真空電磁閥出口與液氣兩用真空泵吸入口相連，液氣兩用真空泵排出口與補(bǔ)液箱相連。
[0019]所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述，上殼體與下殼體內(nèi)壁涂有防熱福射涂層。
[0020]所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:所述工作方法包括以下步驟:
[0021]I)燃料電池堆停止運(yùn)行時(shí),關(guān)閉殼外空氣入電磁閥、殼內(nèi)空氣入電磁閥、殼外空氣出電磁閥、殼內(nèi)空氣出電磁閥、殼外氫氣入電磁閥、殼內(nèi)氫氣入電磁閥、殼外氫氣出電磁閥、殼內(nèi)氫氣出電磁閥、殼外冷卻液入電磁閥、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥、殼外冷卻液出電磁閥和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥；打開空氣入分隔電磁閥、空氣出分隔電磁閥、氫氣入分隔電磁閥、氫氣出分隔電磁閥、冷卻液入分隔電磁閥、冷卻液出分隔電磁閥、正極真空繼電器、負(fù)極真空繼電器和控制電真空繼電器組；打開抽真空電磁閥，啟動(dòng)液氣兩用真空泵，對(duì)系統(tǒng)抽真空；
[0022]2)當(dāng)真空壓力傳感器上傳數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定真空度時(shí)，抽真空電磁閥關(guān)閉，液氣兩用真空泵關(guān)閉；
[0023]3)當(dāng)燃料電池堆再次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電真空繼電器組開啟；關(guān)閉空氣入分隔電磁閥、空氣出分隔電磁閥、氫氣入分隔電磁閥、氫氣出分隔電磁閥、冷卻液入分隔電磁閥和冷卻液出分隔電磁閥；打開殼外空氣入電磁閥、殼內(nèi)空氣入電磁閥、殼外空氣出電磁閥、殼內(nèi)空氣出電磁閥、殼外氫氣入電磁閥、殼內(nèi)氫氣入電磁閥、殼內(nèi)氫氣出電磁閥、殼外氫氣出電磁閥、殼外冷卻液入電磁閥、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥、殼外冷卻液出電磁閥和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥，空氣、氫氣和冷卻液分別進(jìn)入空氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分、氫氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分和冷卻液系統(tǒng)殼內(nèi)部分，并控制殼內(nèi)氫氣出電磁閥通斷形成長排或脈沖排氣，燃料電池開始運(yùn)行；當(dāng)電堆溫度達(dá)到設(shè)定燃料電池系統(tǒng)最佳工作溫度時(shí)，抽真空電磁閥打開，正極真空繼電器、負(fù)極真空繼電器連通，向外供電。
[0024]本發(fā)明所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:所述氫氣濃度傳感器適時(shí)監(jiān)測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度并上傳至電堆控制系統(tǒng)，當(dāng)上傳氫氣濃度> 1%時(shí)，液氣兩用真空泵開啟，當(dāng)濃度< 0.2%時(shí)關(guān)閉，當(dāng)氫氣濃度> 4%時(shí)，燃料電池系統(tǒng)停止工作。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0026]1、本發(fā)明能夠形成一個(gè)全真空密閉燃料電池系統(tǒng)，受環(huán)境溫度影響小，能夠在停止工作時(shí)保溫，使燃料電池溫度下降速度變慢，尤其是在零下時(shí)，本發(fā)明能夠較長時(shí)間保持(TC以上，不會(huì)因溫度過低結(jié)冰損傷燃料電池；
[0027]2、基于真空殼體的保溫效果，使燃料電池啟動(dòng)快，溫度提升速度快，能夠快速以較高的性能對(duì)外輸出功率，從而實(shí)現(xiàn)更高性能的穩(wěn)定輸出；
[0028]3、本發(fā)明不受時(shí)間地點(diǎn)所限，隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行保溫，操作簡(jiǎn)單。
[0029]4、燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，對(duì)燃料出現(xiàn)的微量泄漏，可通過液氣兩用泵抽出，減少殼體內(nèi)氫氣濃度，提高安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池堆保溫系統(tǒng)示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)殼外系統(tǒng)示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)保溫殼體構(gòu)成和氫氣路抽真空管示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)保溫殼體構(gòu)成和空氣路抽真空路示意圖。
[0035]圖6為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)下殼體構(gòu)成示意圖。
[0036]圖7為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)保溫殼體剖視示意圖。
[0037]圖8為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)保溫殼體管路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖9為本發(fā)明的真空保溫燃料電池系統(tǒng)系統(tǒng)抽真空位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中:1、上殼體，2、下殼體，3、堆保溫殼，4、中空層，5、下真空層，6空氣過濾器，7、空氣泵，8、殼外空氣入電磁閥，9、殼內(nèi)空氣入電磁閥，10、空氣加熱增濕器，11、燃料電池堆，12、殼內(nèi)空氣出電磁閥，13、殼外空氣出電磁閥，14、空氣出分隔電磁閥，15、空氣入分隔電磁閥，16、氫氣流量控制器,17、殼外氫氣入電磁閥，18、殼內(nèi)氫氣入電磁閥，19、氫氣加熱增濕器，20、殼內(nèi)氫氣出電磁閥，21、殼外氫氣出電磁閥，22、氫氣入分隔電磁閥,23、氫氣出分隔電磁閥，24、真空壓力傳感器，25、密封圈抽真空孔，26、冷卻液泵，27、節(jié)溫器，28、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥，29、殼外冷卻液出電磁閥，30、散熱器,31、殼外冷卻液入電磁閥,32、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥，33、冷卻液出分隔電磁閥，34、冷卻液入分隔電磁閥，35、氫氣濃度傳感器,36、電力輸出正極電纜管線，37、正極真空繼電器，38、負(fù)極真空繼電器，39、控制電纜管線，40、控制電真空繼電器組，41、電力輸出負(fù)極電纜管線，42、螺紋孔，43、密封圈槽，44、防熱輻射涂層，45、液氣兩用真空泵，46、抽真空電磁閥，47、螺釘，48、氫氣路抽真空管，49、補(bǔ)液箱，50、空氣入管路，51、空氣出管路，52、氫氣入管路，53、氫氣出管路，54、冷卻液出管路，55、冷卻液入管路，56、上殼體下沿，57、密封圈，58、普通正極繼電器，59、普通負(fù)極繼電器，66、空氣路抽真空管，67、冷卻路抽真空管，68、系統(tǒng)抽真空管，70、殼內(nèi)部分，80、保溫殼體，90、殼外部分。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0041]如圖1所示，真空保溫燃料電池系統(tǒng)包括保溫殼體80、燃料電池堆11、空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，燃料電池堆11置于保溫殼體80內(nèi)，保溫殼體80是具有真空夾層的殼體，保溫殼體80外設(shè)有對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備?？諝庀到y(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分成殼內(nèi)部分70和殼外部分90,空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的殼內(nèi)部分70和殼外部分90通過電磁閥控制通斷，電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分70和殼外部分90通過真空繼電器控制通斷。
[0042]保溫殼體80包括上殼體I和下殼體2，上殼體I是槽型殼體，槽型殼體壁是具有真空夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，上殼體I下沿56帶有外翻邊，外翻邊上均勻設(shè)有螺釘通孔；下殼體2是槽型殼體，槽型殼體壁是具有夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，雙殼結(jié)構(gòu)的夾層分成兩部分，沿下殼體2上口的一周是中空層4，其余部分是下真空層5，中空層4和下真空層5之間由隔板密封分隔，下真空層是5密閉空間，下殼體2上口面板上設(shè)有與上殼體I下沿56外翻邊上螺釘通孔相對(duì)應(yīng)的螺紋孔42，螺紋孔42沉降于中空層4中，下殼體2上口面板螺紋孔42內(nèi)側(cè)設(shè)有兩道密封圈槽43，密封圈57置于密封圈槽43內(nèi)，上口面板的兩道密封圈槽43之間位置開有密封圈抽真空孔25與中空層4相通，下殼體2下真空層5的槽壁上開有貫通槽壁并與槽壁密閉空間密封的空氣系統(tǒng)連接管、氫氣系統(tǒng)連接管、冷卻系統(tǒng)連接管和電力系統(tǒng)連接管，空氣系統(tǒng)連接管包括空氣入管路50和空氣出管路51，氫氣系統(tǒng)連接管包括氫氣入管路52和氫氣出管路53，冷卻系統(tǒng)連接管包括冷卻液出管路54和冷卻液入管路55，電力系統(tǒng)連接管包括正極電纜管線36、負(fù)極電纜管線41和控制電纜管線39 ;上殼體I下沿56與下殼體2上口相配合，通過螺釘47緊密連接形成一個(gè)包絡(luò)空間；上殼體I與下殼體2內(nèi)壁涂有防熱輻射涂層44 ；
[0043]空氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)空氣入電磁閥9、空氣加熱增濕器10和殼內(nèi)空氣出電磁閥12，殼內(nèi)空氣入電磁閥9入口與下殼體2下真空層5的空氣入管路50內(nèi)口連接，殼內(nèi)空氣入電磁閥9出口通過管路連接空氣加熱增濕器10入口，空氣加熱增濕器10出口與燃料電池堆11空氣入口連接，燃料電池堆11空氣出口與殼內(nèi)空氣出電磁閥12入口連接，殼內(nèi)空氣出電磁閥12出口連接下殼體2下真空層5的空氣出管路51內(nèi)口 ；
[0044]氫氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)氫氣入電磁閥18、氫氣加熱增濕器19和殼內(nèi)氫氣出電磁閥20,殼內(nèi)氫氣入電磁閥18入口連接下殼體2下真空層5的氫氣入管路52內(nèi)口，殼內(nèi)氫氣入電磁閥18出口通過管路連接氫氣加熱增濕器19入口，氫氣加熱增濕器19出口與燃料電池堆11氫氣入口連接，燃料電池堆11氫氣出口與殼內(nèi)氫氣出電磁閥20入開口連接，殼內(nèi)氫氣出電磁閥20出口連接下殼體2下真空層5的氫氣出管路53內(nèi)口；
[0045]冷卻系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括冷卻液泵26、節(jié)溫器27、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28和殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32，冷卻液泵26吸入口連接燃料電池堆11冷卻液出口，冷卻液泵26出口連接節(jié)溫器27入口，節(jié)溫器27外循環(huán)口連接殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28入口，節(jié)溫器27內(nèi)循環(huán)口分兩路，一路與殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32出口連接，另一路連接燃料電池堆11冷卻液入口，殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28出口連接下殼體2下真空層5的冷卻液出管路54內(nèi)口，殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32入口連接下殼體2下真空層5的冷卻液入管路55內(nèi)口；
[0046]電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括正極真空繼電器37、負(fù)極真空繼電器38和控制電真空繼電器組40，正極真空繼電器37和負(fù)極真空繼電器38的輸出端分別與燃料電池堆11的正極和負(fù)極相連，正極真空繼電器37和負(fù)極真空繼電器38的輸入端分別與下殼體2下真空層5的正極電纜管線36和負(fù)極電纜管線41內(nèi)口相連，控制電真空繼電器組40輸出端與燃料電池堆11相連，控制電真空繼電器組40輸入端與控制電纜管線39內(nèi)口相連，控制燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行；
[0047]殼內(nèi)部分70還包括氫氣濃度傳感器35，氫氣濃度傳感器35安裝在下殼體2下真空層5的的槽壁上，通過信號(hào)線與電堆控制系統(tǒng)相連，氫氣濃度傳感器35檢測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度；
[0048]空氣系統(tǒng)殼外部分包括空氣過濾器6、空氣泵7、殼外空氣入電磁閥8、空氣入分隔電磁閥15、空氣出分隔電磁閥14和殼外空氣出電磁閥13,下殼體2下真空層5的空氣入管路50和空氣出管路51的外口分別分為兩路，空氣過濾器6入口與空氣源相連，空氣過濾器6出口連接空氣泵7入口，空氣泵7出口連接殼外空氣入電磁閥8入口，殼外空氣入電磁閥8出口連接下殼體2下真空層5的空氣入管路50外口的一路，殼外空氣出電磁閥13入口連接下殼體2下真空層5的空氣出管路51外口的一路，殼外空氣出電磁閥13出口排空，下殼體2下真空層5的空氣入管路50和空氣出管路51的外口的另一路通過管路連接為空氣支路，空氣支路上依次連接有空氣入分隔電磁閥15和空氣出分隔電磁閥14，在空氣入分隔電磁閥15和空氣出分隔電磁閥14之間的管路上設(shè)有與下殼體2中空層4連通的空氣路抽真空管66 ；
[0049]氫氣系統(tǒng)殼外部分包括氫氣流量控制器16、殼外氫氣入電磁閥17、氫氣入分隔電磁閥22、真空壓力傳感器24、氫氣出分隔電磁閥23和殼外氫氣出電磁閥21,下殼體2下真空層5的氫氣入管路52和氫氣出管路53的外口分別分為兩路，氫氣入管路52外口的一路與殼外氫氣入電磁閥17的出口相連,殼外氫氣入電磁閥17的入口連接氫氣流量控制器16出口，氫氣流量控制器16入口與氫氣源相連，氫氣出管路53外口的一路與殼外氫氣出電磁閥21的入口相連,殼外氫氣出電磁閥21的出口與氫氣尾排管相連,氫氣入管路52和氫氣出管路53外口的另一路通過管路連接為氫氣支路，氫氣支路依次連接有氫氣入分隔電磁閥22和氫氣出分隔電磁閥23，在氫氣入分隔電磁閥22和氫氣出分隔電磁閥23之間的管路上設(shè)有與下殼體2中空層4連通的氫氣路抽真空管48，氫氣路抽真空管48上連接有真空壓力傳感器24 ；
[0050]冷卻系統(tǒng)殼外部分包括殼外冷卻液出電磁閥29、補(bǔ)液箱49、散熱器30、冷卻液出分隔電磁閥33、冷卻液入分隔電磁閥34和殼外冷卻液入電磁閥31,下殼體2下真空層5的冷卻液入管路55和冷卻液出管路54的外口分別分為兩路，冷卻液入管路55外口的一路與殼外冷卻液入電磁閥31出口相連，殼外冷卻液入電磁閥31入口與散熱器30出口相連，冷卻液出管路54的外口的一路與殼外冷卻液出電磁閥29入口相連，殼外冷卻液出電磁閥29出口與散熱器30入口相連，補(bǔ)液箱49連接在殼外冷卻液出電磁閥29出口與散熱器30連接的管路上，冷卻液入管路55和冷卻液出管路54外口的另一路通過管路連接為冷卻液支路，冷卻液支路上依次連接有冷卻液入分隔電磁閥34和冷卻液出分隔電磁閥33，在冷卻液入分隔電磁閥34和冷卻液出分隔電磁閥33之間的管路上設(shè)有與下殼體2中空層4連通的冷卻液路抽真空管67 ；
[0051]電力系統(tǒng)殼外部分包括下殼體2下真空層5的正極電纜管線36、負(fù)極電纜管線41和外控制電纜管線39的外口，正極電纜管線36和負(fù)極電纜管線41外口分別與負(fù)載的正極和負(fù)極相連，控制電纜管線39外口與燃料電池控制系統(tǒng)相連；
[0052]保溫殼體80外設(shè)有的對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備包括液氣兩用真空泵45、抽真空電磁閥46和系統(tǒng)抽真空管68，系統(tǒng)抽真空管68穿過中空層4進(jìn)入殼內(nèi)空間，系統(tǒng)抽真空管68位于中空層4部位開有與中空層4連通口，位于殼內(nèi)空間部位開有與殼內(nèi)空間連通口，抽真空電磁閥46入口與系統(tǒng)抽真空管68外口相連，抽真空電磁閥46出口與液氣兩用真空泵45吸入口相連，液氣兩用真空泵45排出口與補(bǔ)液箱49相連。
[0053]真空保溫燃料電池系統(tǒng)的工作方法如下:
[0054]I)燃料電池堆11停止運(yùn)行時(shí),關(guān)閉殼外空氣入電磁閥8、殼內(nèi)空氣入電磁閥9、殼外空氣出電磁閥12、殼內(nèi)空氣出電磁閥13、殼外氫氣入電磁閥17、殼內(nèi)氫氣入電磁閥18、殼外氫氣出電磁閥20、殼內(nèi)氫氣出電磁閥21、殼外冷卻液入電磁閥31、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32、殼外冷卻液出電磁閥29和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28 ;正極真空繼電器37、負(fù)極真空繼電器38和控制電真空繼電器組40關(guān)閉；打開空氣入分隔電磁閥15、空氣出分隔電磁閥14、氫氣入分隔電磁閥22、氫氣出分隔電磁閥23、冷卻液入分隔電磁閥34、冷卻液出分隔電磁閥33 ;打開抽真空電磁閥46，啟動(dòng)液氣兩用真空泵45，此狀態(tài)下，由于由殼外空氣入電磁閥8、殼內(nèi)空氣入電磁閥9、殼外空氣出電磁閥12和殼內(nèi)空氣出電磁閥13關(guān)閉,在殼外空氣入電磁閥8、殼內(nèi)空氣入電磁閥9、殼外空氣出電磁閥12和殼內(nèi)空氣出電磁閥13之間的管路內(nèi)殘留空氣，由于殼外氫氣入電磁閥17、殼內(nèi)氫氣入電磁閥18、殼外氫氣出電磁閥20和殼內(nèi)氫氣出電磁閥21關(guān)閉,在殼外氫氣入電磁閥17、殼內(nèi)氫氣入電磁閥18、殼外氫氣出電磁閥20和殼內(nèi)氫氣出電磁閥21之間的管路內(nèi)殘留氫氣，由于殼外冷卻液入電磁閥31、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32、殼外冷卻液出電磁閥29、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28關(guān)閉，在殼外冷卻液入電磁閥31、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32、殼外冷卻液出電磁閥29、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28之間的管路內(nèi)的殘留冷卻液，由于空氣入分隔電磁閥15、空氣出分隔電磁閥14、氫氣入分隔電磁閥22、氫氣出分隔電磁閥23、冷卻液入分隔電磁閥34、冷卻液出分隔電磁閥33打開；殘留的空氣、氫氣和冷卻液被抽入到中空層4中，同時(shí)雙層密封圈57與上殼體1、下殼體2形成的包絡(luò)空間中的空氣也被抽到中空層4中，再繼續(xù)經(jīng)抽真空電磁閥46進(jìn)入液氣兩用真空泵45，由于系統(tǒng)抽真空管68與保溫殼體內(nèi)的空間相通，殼內(nèi)空間內(nèi)的空氣也通過系統(tǒng)抽真空管68直接被抽到液氣兩用真空泵45中，并一起被抽到補(bǔ)液箱49中，空氣和氫氣被釋放出去，冷卻液被回收；
[0055]2)當(dāng)真空壓力傳感器24上傳數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定真空度時(shí)，抽真空電磁閥46關(guān)閉，液氣兩用真空泵45關(guān)閉；
[0056]3)當(dāng)燃料電池堆11再次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電真空繼電器組40開啟；關(guān)閉空氣入分隔電磁閥15、空氣出分隔電磁閥14、氫氣入分隔電磁閥22、氫氣出分隔電磁閥23、冷卻液入分隔電磁閥34和冷卻液出分隔電磁閥33 ;打開殼外空氣入電磁閥8、殼內(nèi)空氣入電磁閥
9、殼外空氣出電磁閥13、殼內(nèi)空氣出電磁閥12、殼外氫氣入電磁閥17、殼內(nèi)氫氣入電磁閥18、殼內(nèi)氫氣出電磁閥20、殼外氫氣出電磁閥21、殼外冷卻液入電磁閥31、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32、殼外冷卻液出電磁閥29和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28,空氣經(jīng)空氣過濾器6進(jìn)入空氣泵7，流經(jīng)殼外空氣入電磁閥8、穿過下真空層5進(jìn)入殼內(nèi)空氣入電磁閥9，再經(jīng)空氣加熱增濕器10加熱增濕后進(jìn)入燃料電池堆11參與反應(yīng)后，尾氣依次經(jīng)殼內(nèi)空氣出電磁閥12、殼外外空氣出電磁閥13后排出；氫氣經(jīng)氫氣流量控制器16進(jìn)入殼外氫氣入電磁閥17、穿過下真空層5進(jìn)入殼內(nèi)氫氣入電磁閥18，再經(jīng)氫氣加熱增濕器19加熱增濕后進(jìn)入燃料電池堆11參與反應(yīng)后尾氣依次經(jīng)殼內(nèi)氫氣出電磁閥20、殼外氫氣出電磁閥21后排出，并控制殼內(nèi)氫氣出電磁閥20通斷形成長排或者脈沖排氣；燃料電池堆11冷卻液經(jīng)冷卻液泵26抽入節(jié)溫器27中，一路在高溫時(shí)通過外循環(huán)進(jìn)入殼內(nèi)冷卻液出電磁閥28，穿過下真空層5進(jìn)入殼外冷卻液出電磁閥29后經(jīng)散熱器30再流入殼外冷卻液入電磁閥31、經(jīng)殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32進(jìn)入燃料電池堆11,形成外循環(huán)散熱系統(tǒng)；另一路一分為二，分別與殼內(nèi)冷卻液入電磁閥32和燃料電池堆11相連，在低溫時(shí)直接進(jìn)入電堆，形成內(nèi)循環(huán)加熱系統(tǒng)，燃料電池進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)電堆溫度達(dá)到設(shè)定燃料電池系統(tǒng)最佳工作溫度時(shí)，抽真空電磁閥46打開，正極真空繼電器37、負(fù)極真空繼電器40連通，向外供電；
[0057]4)氫氣濃度傳感器35適時(shí)監(jiān)測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度并上傳至電堆控制系統(tǒng)，當(dāng)上傳氫氣濃度> 1%時(shí)，液氣兩用真空泵45開啟，當(dāng)濃度<0.2%時(shí)關(guān)閉，當(dāng)氫氣濃度> 4%時(shí)，燃料電池系統(tǒng)停止工作。
[0058]以本發(fā)明的實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)作對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)中，燃料電池系統(tǒng)額定功率為10KW。將兩個(gè)燃料電池系統(tǒng)至于環(huán)境倉中，在環(huán)境溫度為20°C情況下分別將兩個(gè)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行到65°C，現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)按正常放置24小時(shí)，本發(fā)明燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)定的絕對(duì)壓力SkPa時(shí)放置24小時(shí)，觀察放置后的溫度變化，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)燃料電池系統(tǒng)溫度降至與環(huán)境溫度相同的20°C時(shí)，本發(fā)明燃料電池系統(tǒng)溫度降至48°C。將環(huán)境溫度調(diào)低至_20°C，現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)升溫到65°C后，進(jìn)行停機(jī)前空氣泵對(duì)空氣路吹掃，控制氫氣流量，吹掃氫氣路，經(jīng)過15分鐘的吹掃后，停機(jī)保存；本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)升溫65°C后，在燃料電池系統(tǒng)停機(jī)前，進(jìn)行抽真空處理，約15分鐘，當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)定的絕對(duì)壓力SkPa時(shí)，停機(jī)保存。經(jīng)過24小時(shí)的_20°C環(huán)境放置后，現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池系統(tǒng)溫度降至_20°C，而本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)溫度為37°C。
【權(quán)利要求】
1.一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，包括保溫殼體(80)、燃料電池堆(11)、空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，燃料電池堆(11)置于保溫殼體(80)內(nèi)，其特征在于:所述保溫殼體(80)是具有真空夾層的殼體，保溫殼體(80)外設(shè)有對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電力系統(tǒng)分成殼內(nèi)部分(70)和殼外部分(90),空氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的殼內(nèi)部分(70)和殼外部分(90)通過電磁閥控制通斷，電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分(70)和殼外部分(90)通過真空繼電器控制通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于: 所述保溫殼體(80)包括上殼體(1)和下殼體(2),所述上殼體(1)是槽型殼體，槽型殼體壁是具有真空夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，上殼體(1)下沿(56)帶有外翻邊，外翻邊上均勻設(shè)有螺釘通孔；所述下殼體(2)是槽型殼體，槽型殼體壁是具有夾層的雙殼結(jié)構(gòu)，雙殼結(jié)構(gòu)的夾層分成兩部分，沿下殼體(2)上口的一周是中空層(4)，其余部分是下真空層(5)，中空層(4)和下真空層(5)之間由隔板密封分隔，下真空層(5)是密閉空間，下殼體(2)上口面板上設(shè)有與上殼體(1)下沿(56)外翻邊上螺釘通孔相對(duì)應(yīng)的螺紋孔(42)，螺紋孔(42)沉降于中空層⑷中，下殼體⑵上口面板螺紋孔(42)內(nèi)側(cè)設(shè)有兩道密封圈槽(43)，密封圈(57)置于密封圈槽(43)內(nèi)，上口面板的兩道密封圈槽(43)之間位置開有密封圈抽真空孔(25)與中空層(4)相通，下殼體(2)下真空層(5)的槽壁上開有貫通槽壁并與槽壁密閉空間密封的空氣系統(tǒng)連接管、氫氣系統(tǒng)連接管、冷卻系統(tǒng)連接管和電力系統(tǒng)連接管，空氣系統(tǒng)連接管包括空氣入管路(50)和空氣出管路(51)，氫氣系統(tǒng)連接管包括氫氣入管路(52)和氫氣出管路(53)，冷卻系統(tǒng)連接管包括冷卻液出管路(54)和冷卻液入管路(55)，電力系統(tǒng)連接管包括正極電纜管線(36)、負(fù)極電纜管線(41)和控制電纜管線(39);上殼體(1)下沿(56)與下殼體(2)上口相配合，通過螺釘(47)緊密連接； 所述空氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)空氣入電磁閥(9)、空氣加熱增濕器(10)和殼內(nèi)空氣出電磁閥(12)，殼內(nèi)空氣入電磁閥(9)入口與下殼體(2)下真空層(5)的空氣入管路(50)內(nèi)口連接，殼內(nèi)空氣入電磁閥(9)出口通過管路連接空氣加熱增濕器(10)入口，空氣加熱增濕器(10)出口與燃料電池堆(11)空氣入口連接，燃料電池堆(11)空氣出口與殼內(nèi)空氣出電磁閥(12)入口連接，殼內(nèi)空氣出電磁閥(12)出口連接下殼體⑵下真空層(5)的空氣出管路(51)內(nèi)口 ； 所述氫氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括殼內(nèi)氫氣入電磁閥(18)、氫氣加熱增濕器(19)和殼內(nèi)氫氣出電磁閥(20),殼內(nèi)氫氣入電磁閥(18)入口連接下殼體(2)下真空層(5)的氫氣入管路(52)內(nèi)口，殼內(nèi)氫氣入電磁閥(18)出口通過管路連接氫氣加熱增濕器(19)入口，氫氣加熱增濕器(19)出口與燃料電池堆(11)氫氣入口連接，燃料電池堆(11)氫氣出口與殼內(nèi)氫氣出電磁閥(20)入開口連接，殼內(nèi)氫氣出電磁閥(20)出口連接下殼體⑵下真空層(5)的氫氣出管路(53)內(nèi)口 ； 所述冷卻系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括冷卻液泵(26)、節(jié)溫器(27)、殼內(nèi)冷卻液出電磁閥(28)和殼內(nèi)冷卻液入電磁閥(32)，冷卻液泵(26)吸入口連接燃料電池堆(11)冷卻液出口，冷卻液泵(26)出口連接節(jié)溫器(27)入口，節(jié)溫器(27)外循環(huán)口連接殼內(nèi)冷卻液出電磁閥(28)入口，節(jié)溫器(27)內(nèi)循環(huán)口分兩路，一路與殼內(nèi)冷卻液入電磁閥(32)出口連接，另一路連接燃料電池堆(11)冷卻液入口，殼內(nèi)冷卻液出電磁閥(28)出口連接下殼體(2)下真空層(5)的冷卻液出管路(54)內(nèi)口，殼內(nèi)冷卻液入電磁閥(32)入口連接下殼體(2)下真空層(5)的冷卻液入管路(55)內(nèi)口 ； 所述電力系統(tǒng)殼內(nèi)部分包括正極真空繼電器(37)、負(fù)極真空繼電器(38)和控制電真空繼電器組(40)，正極真空繼電器(37)和負(fù)極真空繼電器(38)的輸出端分別與燃料電池堆(11)的正極和負(fù)極相連，正極真空繼電器(37)和負(fù)極真空繼電器(38)的輸入端分別與下殼體⑵下真空層(5)的正極電纜管線(36)和負(fù)極電纜管線(41)內(nèi)口相連，控制電真空繼電器組(40)輸出端與燃料電池堆(11)相連，控制電真空繼電器組(40)輸入端與控制電纜管線(39)內(nèi)口相連，控制燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行；所述殼內(nèi)部分(70)還包括氫氣濃度傳感器(35),氫氣濃度傳感器(35)安裝在下殼體(2)下真空層(5)的的槽壁上，通過信號(hào)線與電堆控制系統(tǒng)相連，氫氣濃度傳感器(35)檢測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度； 所述空氣系統(tǒng)殼外部分包括空氣過濾器(6)、空氣泵(7)、殼外空氣入電磁閥(8)、空氣入分隔電磁閥(15)、空氣出分隔電磁閥(14)和殼外空氣出電磁閥(13),下殼體⑵下真空層(5)的空氣入管路(50)和空氣出管路(51)的外口分別分為兩路，空氣過濾器(6)入口與空氣源相連，空氣過濾器(6)出口連接空氣泵(7)入口，空氣泵(7)出口連接殼外空氣入電磁閥(8)入口，殼外 空氣入電磁閥(8)出口連接下殼體(2)下真空層(5)的空氣入管路(50)外口的一路，殼外空氣出電磁閥(13)入口連接下殼體(2)下真空層(5)的空氣出管路(51)外口的一路，殼外空氣出電磁閥(13)出口排空，下殼體⑵下真空層(5)的空氣入管路(50)和空氣出管路(51)的外口的另一路通過管路連接為空氣支路，空氣支路上依次連接有空氣入分隔電磁閥(15)和空氣出分隔電磁閥(14)，在空氣入分隔電磁閥(15)和空氣出分隔電磁閥(14)之間的管路上設(shè)有與下殼體(2)中空層(4)連通的空氣路抽真空管(66)； 所述氫氣系統(tǒng)殼外部分包括氫氣流量控制器(16)、殼外氫氣入電磁閥(17)、氫氣入分隔電磁閥(22)、真空壓力傳感器(24)、氫氣出分隔電磁閥(23)和殼外氫氣出電磁閥(21)，下殼體(2)下真空層(5)的氫氣入管路(52)和氫氣出管路(53)的外口分別分為兩路,氫氣入管路(52)外口的一路與殼外氫氣入電磁閥(17)的出口相連,殼外氫氣入電磁閥(17)的入口連接氫氣流量控制器(16)出口，氫氣流量控制器(16)入口與氫氣源相連,氫氣出管路(53)外口的一路與殼外氫氣出電磁閥(21)的入口相連,殼外氫氣出電磁閥(21)的出口與氫氣尾排管相連，氫氣入管路(52)和氫氣出管路(53)外口的另一路通過管路連接為氫氣支路，氫氣支路依次連接有氫氣入分隔電磁閥(22)和氫氣出分隔電磁閥(23),在氫氣入分隔電磁閥(22)和氫氣出分隔電磁閥(23)之間的管路上設(shè)有與下殼體(2)中空層(4)連通的氫氣路抽真空管(48)，氫氣路抽真空管(48)上連接有真空壓力傳感器(24)；所述冷卻系統(tǒng)殼外部分包括殼外冷卻液出電磁閥(29)、補(bǔ)液箱(49)、散熱器(30)、冷卻液出分隔電磁閥(33)、冷卻液入分隔電磁閥(34)和殼外冷卻液入電磁閥(31),下殼體(2)下真空層(5)的冷卻液入管路(55)和冷卻液出管路(54)的外口分別分為兩路，冷卻液入管路(55)外口的一路與殼外冷卻液入電磁閥(31)出口相連，殼外冷卻液入電磁閥(31)入口與散熱器(30)出口相連,冷卻液出管路(54)的外口的一路與殼外冷卻液出電磁閥(29)入口相連，殼外冷卻液出電磁閥(29)出口與散熱器(30)入口相連，補(bǔ)液箱(49)連接在殼外冷卻液出電磁閥(29)出口與散熱器(30)連接的管路上，冷卻液入管路(55)和冷卻液出管路(54)外口的另一路通過管路連接為冷卻液支路,冷卻液支路上依次連接有冷卻液入分隔電磁閥(34)和冷卻液出分隔電磁閥(33),在冷卻液入分隔電磁閥(34)和冷卻液出分隔電磁閥(33)之間的管路上設(shè)有與下殼體(2)中空層(4)連通的冷卻液路抽真空管(67)； 所述電力系統(tǒng)殼外部分包括下殼體(2)下真空層(5)的正極電纜管線(36)、負(fù)極電纜管線(41)和外控制電纜管線(39)的外口，正極電纜管線(36)和負(fù)極電纜管線(41)外口分別與負(fù)載的正極和負(fù)極相連，控制電纜管線(39)外口與燃料電池控制系統(tǒng)相連； 所述保溫殼體(80)外設(shè)有的對(duì)殼體內(nèi)抽真空設(shè)備包括液氣兩用真空泵(45)、抽真空電磁閥(46)和系統(tǒng)抽真空管(68)，系統(tǒng)抽真空管(68)穿過中空層⑷進(jìn)入殼內(nèi)空間，系統(tǒng)抽真空管(68)位于中空層(4)部位開有與中空層(4)連通口，位于殼內(nèi)空間部位開有與殼內(nèi)空間連通口，抽真空電磁閥(46)入口與系統(tǒng)抽真空管(68)外口相連，抽真空電磁閥(46)出口與液氣兩用真空泵(45)吸入口相連，液氣兩用真空泵(45)排出口與補(bǔ)液箱(49)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述上殼體(1)與下殼體(2)內(nèi)壁涂有防熱輻射涂層(44)。
5.權(quán)利要求3所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:所述工作方法包括以下步驟: 1)燃料電池堆(11)停 止運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉殼外空氣入電磁閥(8)、殼內(nèi)空氣入電磁閥(9)、殼外空氣出電磁閥(12)、殼內(nèi)空氣出電磁閥(13)、殼外氫氣入電磁閥(17)、殼內(nèi)氫氣入電磁閥(18)、殼外氫氣出電磁閥(20)、殼內(nèi)氫氣出電磁閥(21)、殼外冷卻液入電磁閥(31)、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥(32)、殼外冷卻液出電磁閥(29)和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥(28);打開空氣入分隔電磁閥(15)、空氣出分隔電磁閥(14)、氫氣入分隔電磁閥(22)、氫氣出分隔電磁閥(23)、冷卻液入分隔電磁閥(34)、冷卻液出分隔電磁閥(33)、正極真空繼電器(37)、負(fù)極真空繼電器(38)和控制電真空繼電器組(40);打開抽真空電磁閥(46)，啟動(dòng)液氣兩用真空泵(45)，對(duì)系統(tǒng)抽真空； 2)當(dāng)真空壓力傳感器(24)上傳數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定真空度時(shí)，抽真空電磁閥(46)關(guān)閉，液氣兩用真空泵(45)關(guān)閉； 3)當(dāng)燃料電池堆(11)再次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，控制電真空繼電器組(40)開啟；關(guān)閉空氣入分隔電磁閥(15)、空氣出分隔電磁閥(14)、氫氣入分隔電磁閥(22)、氫氣出分隔電磁閥(23)、冷卻液入分隔電磁閥(34)和冷卻液出分隔電磁閥(33);打開殼外空氣入電磁閥(8)、殼內(nèi)空氣入電磁閥(9)、殼外空氣出電磁閥(13)、殼內(nèi)空氣出電磁閥(12)、殼外氫氣入電磁閥(17)、殼內(nèi)氫氣入電磁閥(18)、殼內(nèi)氫氣出電磁閥(20)、殼外氫氣出電磁閥(21)、殼外冷卻液入電磁閥(31)、殼內(nèi)冷卻液入電磁閥(32)、殼外冷卻液出電磁閥(29)和殼內(nèi)冷卻液出電磁閥(28),空氣、氫氣和冷卻液分別進(jìn)入空氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分、氫氣系統(tǒng)殼內(nèi)部分和冷卻液系統(tǒng)殼內(nèi)部分，并控制殼內(nèi)氫氣出電磁閥(20)通斷形成長排或脈沖排氣，燃料電池進(jìn)入運(yùn)行；當(dāng)電堆溫度達(dá)到設(shè)定燃料電池系統(tǒng)最佳工作溫度時(shí)，抽真空電磁閥(46)打開，正極真空繼電器(37)、負(fù)極真空繼電器連通(38)連通，向外供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種真空保溫燃料電池系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:所述氫氣濃度傳感器(35)適時(shí)監(jiān)測(cè)殼內(nèi)氫氣濃度并上傳至電堆控制系統(tǒng)，當(dāng)上傳氫氣濃度> 1%時(shí)，液氣兩用 真空泵(45)開啟，當(dāng)濃度<0.2%時(shí)關(guān)閉，當(dāng)氫氣濃度>4%時(shí)，燃料電池系統(tǒng)停止工作。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK104037437SQ201410267972
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】江洪春, 王克勇, 石偉玉, 孫駐江, 侯中軍, 明平文, 劉常福 申請(qǐng)人:新源動(dòng)力股份有限公司