一種用于燃料電池系統環境艙的能量回收裝置的制作方法

本實用新型涉及燃料電池系統技術領域，具體涉及一種用于燃料電池系統環境艙的能量回收裝置。

背景技術：

隨著燃料電池系統技術的發展，對燃料電池系統進行試驗的需求也越來越高。環境艙可以模擬現實中的多種條件，可以實現不同溫度、不同濕度等，但這一切都需要耗費龐大的電能。

燃料電池不同于傳統內燃機的是它可以直接發出電能，現有燃料電池系統性能試驗采用電動機或者電子負載的方式測功率，燃料電池產生的電能被白白消耗的同時還會產生額外的熱量，導致艙室內溫度上升。小功率的燃料電池系統工作時采用空冷的方式散熱，產熱直接排放到艙室內，同樣會導致艙室內溫度上升，而大功率的燃料電池采用液冷的方式排出自身工作產生的熱能，通過冷卻液循環散掉的熱量占電池產熱的95％左右，這些熱能都散失到空氣中。

燃料電池系統試驗時會產生電能，同時產熱排放到艙內，引起艙內溫度升高，加劇艙室內溫度控制系統的負荷，提高環境艙用電量。燃料電池系統工作時的溫度約為70-90℃，冷卻液出口的溫度也高達80℃左右，具有較高的能量利用價值。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能有效收集燃料電池系統產生的電能及熱能的能量回收裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：一種用于燃料電池系統環境艙的能量回收裝置，該燃料電池系統設有正負電極及冷卻單元，冷卻單元中設有用于熱交換的冷卻液，所述燃料電池系統固定安裝在環境艙內，所述燃料電池系統的正負極分別通過導線與蓄電池組的正負極連接，所述燃料電池系統的冷卻單元通過冷卻管與設置在環境艙外部的換熱器連接，所述換熱器的外表面設有溫差發電片組，溫差發電片組通過導線與蓄電池組的正負極連接，所述蓄電池組通過升壓穩壓裝置與外電路相連。

以蓄電池作為燃料電池系統的負載，可以有效回收燃料電池系統產生的電能；通過冷卻水管將散熱系統中的熱量排至環境艙外，減少甚至避免因燃料電池系統發熱而導致環境艙溫度的上升，而且在換熱器外表面設置溫差發電片組，可以有效利用冷卻液中的熱量，產生電能，同樣儲存在蓄電池組中。

所述的燃料電池系統的正負極上并聯電壓傳感器，燃料電池系統與蓄電池組連接的導線上連有電流傳感器。

本實用新型通過電壓傳感器測定燃料電池系統的電壓，通過電流傳感器測定燃料電池系統與蓄電池組組成的電路的電流，然后通過P＝U×I計算出燃料電池系統的輸出功率，從而測量燃料電池系統在環境艙模擬的不同自然環境下的性能參數。

所述的冷卻管外側包裹隔熱棉，避免冷卻液在流向室外散熱器的過程中將熱量排放到艙內，導致艙內溫度升高。

所述的溫差發電片組包括多個串并聯連接的溫差發電片，采用串并聯的方式，可以提高溫差發電片的輸出電流及輸出電壓。

所述的蓄電池組為鋰離子蓄電池組。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：在現有燃料電池系統性能試驗環境艙的基礎上，提供了一種能量回收裝置，將燃料電池系統工作時散發的熱量轉移到艙外，避免艙內溫度升高，加劇艙室內溫度控制系統的負荷，同時收集儲存燃料電池發出的電能和利用冷卻系統與艙外空氣溫差通過溫差發電發出的電能，用于艙室用電，可以減少環境艙耗費的外部電能。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的溫差發電片排列方式示意圖；

其中，1為燃料電池系統，2為電壓傳感器，3為電流傳感器，4為外電路，5為升壓穩壓裝置，6為蓄電池組，7為溫差發電片組，8為換熱器，9為冷卻管，10為環境艙。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

一種用于燃料電池系統環境艙的能量回收裝置，其連接如圖1所示，該燃料電池系統1設有正負電極及冷卻單元，冷卻單元中設有用于熱交換的冷卻液，燃料電池系統1固定安裝在環境艙10內，燃料電池系統1的正負極分別通過導線與蓄電池組6的正負極連接，燃料電池系統1的冷卻單元通過冷卻管9與設置在環境艙10外部的換熱器8連接，換熱器8的外表面設有溫差發電片組7，溫差發電片組7通過導線與蓄電池組6的正負極連接，其中，蓄電池組6為鋰離子蓄電池組。

以鋰離子蓄電池組作為燃料電池系統1的負載，可以有效回收燃料電池系統1產生的電能；通過冷卻水管將散熱系統中的冷卻液排至環境艙10外，減少甚至避免因燃料電池系統1發熱而導致環境艙10溫度的上升，而且在換熱器8外表面設置溫差發電片組7，可以有效利用冷卻液中的熱量，產生電能，同樣儲存在蓄電池組6中。

燃料電池系統1的正負極上并聯電壓傳感器2，燃料電池系統1與蓄電池組6連接的導線上連有電流傳感器3。

本實用新型通過電壓傳感器2測定燃料電池系統1的電壓，通過電流傳感器3測定燃料電池系統1與蓄電池組6組成的電路的電流，然后通過P＝U×I計算出燃料電池系統1的輸出功率，從而測量燃料電池系統1在環境艙10模擬的不同自然環境下的性能參數。

冷卻管9外側包裹隔熱棉，避免冷卻液在流向室外散熱器的過程中將熱量排放到艙內，導致艙內溫度升高。

溫差發電片組7緊貼在換熱器8的表面，包括多個串并聯連接的溫差發電片，采用串并聯的方式，如圖2所示，可以提高溫差發電片的輸出電流及輸出電壓。

當環境艙耗電時，蓄電池組6內的電能經過升壓穩壓裝置5處理后，與外電路4相連，用于艙室用電。