CN118507762A - 燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法，该燃料电池能源回收系统包括：电堆模块，设有冷却出液口和冷却回液口；出液液路，与冷却出液口连通并设有散热器；回液液路，连通在冷却回液口和出液液路之间，回液液路包括并联设置的第一回液支路和第二回液支路，第二回液支路上设有相变储能模块和流量调节装置；用热单元，与相变储能模块换热连接；控制装置，被配置为：确定流出冷却出液口的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度；获取用热单元的用热总需求功率并控制调节第二回液支路的流量。本申请的燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法能够提升燃料电池系统效率。

Description

燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法

技术领域

本申请属于燃料电池技术领域，具体地涉及一种燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法。

背景技术

燃料电池汽车由于具有续驶里程长、燃料加注方便、性能与传统汽车相近等优点，被认为是新能源汽车的重要发展技术路线之一。燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车，燃料电池将氢气、甲醇等新能源燃料的化学能转化为电能，以驱动电机进行工作，电机产生的机械能经过变速传动装置传给驱动轮，从而驱动车辆行驶。然而，燃料电池系统有很大一部分能量以热的形式存在，现阶段燃料电池系统效率不高，现有技术中有使用膨胀机的方式实现燃料电池尾气能量回收，但回收比例较小。

发明内容

本申请的目的是提供一种燃料电池能源回收系统、工程机械及控制方法，能够提升燃料电池系统效率。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种燃料电池能源回收系统，该燃料电池能源回收系统包括：

电堆模块，设有冷却出液口和冷却回液口；

出液液路，与所述冷却出液口连通并设有散热器；

回液液路，连通在所述冷却回液口和所述出液液路之间，所述回液液路包括流量调节装置和并联设置的第一回液支路和第二回液支路，所述第二回液支路上设有相变储能模块，所述流量调节装置包括设于所述第二回液支路上的流量调节泵，所述流量调节装置能够调节所述第二回液支路的流量；

用热单元，所述用热单元与所述相变储能模块换热连接；

控制装置，与所述流量调节装置通信连接并被配置为：

确定流出所述冷却出液口的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度；

获取所述用热单元的用热总需求功率并控制所述流量调节装置，以调节所述第二回液支路的流量。

在一些具体实施方式中，所述出液液路还包括：

出液主路，与所述冷却出液口连通并设有节温器；

第一出液支路，连通在所述节温器的第一出液口和所述回液液路之间，所述散热器设于所述第一出液支路上；

第二出液支路，连通在所述节温器的第二出液口和所述回液液路之间以与所述第一出液支路并联设置。

在一些具体实施方式中，所述控制装置还与所述节温器通信连接并被配置为：

确定所述出液温度大于等于所述第二预设温度且小于第三预设温度，所述第二预设温度小于所述第三预设温度；

控制所述节温器增大所述第一出液支路的流量。

在一些具体实施方式中，所述散热器设有散热风扇，所述控制装置还与所述散热风扇通信连接并被配置为：

确定所述出液温度大于等于所述第三预设温度；

调节所述散热风扇的转速。

在一些具体实施方式中，在所述散热风扇运行设定时间后，所述控制装置还被配置为：

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值小于预设差值，调节所述散热风扇的转速；

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于所述预设差值，且所述温度差大于0，控制所述流量调节装置增大所述第二回液支路的流量；

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于所述预设差值，且所述温度差小于0，控制所述流量调节装置减小所述第二回液支路的流量。

在一些具体实施方式中，所述出液主路上设有第一传感器，所述第一传感器用于检测从所述冷却出液口流出的冷却液的出液温度；

和/或，所述出液主路上还设有循环水泵；

和/或，所述出液主路上还设有补水水箱。

在一些具体实施方式中，所述第一回液支路上设有第二传感器，所述第二传感器用于检测从所述第一回液支路回流至所述冷却回液口的冷却液的回液温度。

在一些具体实施方式中，所述控制装置还被配置为：

获取燃料电池的启动指令；

确定流向所述冷却回液口的冷却液的回液温度小于第四预设温度，根据所述回液温度控制所述流量调节装置动作；

确定所述回液温度大于等于所述第四预设温度，控制所述燃料电池启动。

本申请第二方面提供一种工程机械，该工程机械包括上述的燃料电池能源回收系统。

本申请第三方面提供一种燃料电池能源回收系统的控制方法，所述燃料电池能源回收系统包括电堆模块、出液液路、回液液路和用热单元，所述电堆模块设有冷却出液口和冷却回液口，所述出液液路与所述冷却出液口连通并设有散热器，所述回液液路连通在所述冷却回液口和所述出液液路之间并包括流量调节装置和并联设置的第一回液支路和第二回液支路，所述第二回液支路上设有相变储能模块，所述流量调节装置包括设于所述第二回液支路上的流量调节泵，所述流量调节装置能够调节所述第二回液支路的流量，所述控制方法包括：

确定流出所述冷却出液口的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度；

获取所述用热单元的用热总需求功率并控制所述流量调节装置，以调节所述第二回液支路的流量。

通过上述技术方案，燃料电池发生电化学反应时因电池极化很大一部分能量以热能的形式存在，本方案通过采用相变储能模块回收反应过程中释放的热能，实现燃料电池系统能量回收，提升燃料电池系统效率。与此同时，相变储能模块设置在冷却液的第二回液支路上，且控制装置能够控制流量调节装置调节第二回液支路的流量，即可利用相变储能模块的吸热放热功能，辅助调节燃料电池系统反应温度，以维持燃料电池系统反应温度在合适范围内，延长燃料电池的使用寿命。并且，相变储能模块与用热单元换热连接，不仅可在调节燃料电池系统反应温度的同时提高燃料电池系统能量回收效率，还可通过流量调节实现对用热单元的灵活性供热。

本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施方式，但并不构成对本申请实施方式的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。在附图中：

图1示出了本申请的一种具体实施方式的燃料电池能源回收系统的结构示意图；

图2示出了本申请的一种具体实施方式的燃料电池能源回收系统的控制方法流程图。

附图标记说明

1电堆模块11冷却出液口

12冷却回液口21出液主路

211节温器212第一传感器

213循环水泵214补水水箱

215去离子装置22第一出液支路

221散热器222过滤器

223第三传感器23第二出液支路

24三通阀31第一回液支路

311第二传感器32第二回液支路

321相变储能模块33流量调节装置

4用热单元41换热器

42第四传感器

具体实施方式

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

燃料电池能够将燃料和氧化剂的化学能转换为电能，其能量转换效率不受卡诺热机循环理论效率的限制，具有高效、环境友好、安静、可靠性高等优点。但燃料电池发生电化学反应时因电池极化很大一部分能量以热能的形式存在，导致燃料电池系统效率不高。

有鉴于此，如图1所示，本申请第一方面提供了一种燃料电池能源回收系统，该燃料电池能源回收系统包括电堆模块1、出液液路和回液液路。电堆模块1设有冷却出液口11和冷却回液口12，出液液路与冷却出液口11连通并设有散热器221，回液液路连通在冷却回液口12和出液液路之间。如此，可形成冷却液循环回路，对电堆模块1进行冷却。

回液液路包括流量调节装置33和并联设置的第一回液支路31和第二回液支路32，第二回液支路32上设有相变储能模块321，流量调节装置33能够调节第二回液支路32的流量。这样，通过采用相变储能模块321，可回收电堆模块1在反应过程中释放的热能，实现燃料电池系统能量回收。与此同时，利用相变储能模块321的吸热放热功能，可辅助调节燃料电池系统反应温度，以维持燃料电池系统反应温度在合适范围内。

其中，回液液路包括流量调节装置33，流量调节装置33包括设于第二回液支路32上的流量调节泵，流量调节装置33能够调节第二回液支路32的流量，如此，在电堆模块1大量放热时，流量调节装置33可增大第二回液支路32的流量，以使得第二回液支路32上的相变储能模块321能够吸热储能；而在接收到燃料电池启动指令时，若电堆模块1的温度过低，则可控制流量调节装置33增大第二回液支路32的流量，以使得第二回液支路32上的相变储能模块321能够增加放热来提高电堆模块1的温度，从而可辅助调节燃料电池系统反应温度，维持燃料电池系统反应温度在合适范围内，减小散热器温度滞后效应。

此外，相变储能模块321可包括相变材料、传热介质、传热管等，可用于存储燃料电池系统产生的热能，热能可用于氢气加热、燃料电池系统加热以及其他用热单元，同时还能起到热能缓冲的效果，防止燃料电池电堆过热，微调燃料电池系统运行温度，延长使用寿命。

如图1所示，流量调节装置33包括设于第二回液支路32上的流量调节泵，即流量调节泵和相变储能模块321串联设置在第二回液支路32上。如此，通过加大流量调节泵的流量，即可增大第二回液支路32的流量，同样地，通过减少流量调节泵的流量，即可减少第二回液支路32的流量，从而实现调节第二回液支路32的流量。并且，通过在第二回液支路32上设置流量调节泵，可适当增加冷却液循环回路的循环压力，有利于冷却液的流通输送，使得整体运行更加可靠。

或者，在另一些具体实施方式中，回液液路具有将冷却液分流至第一回液支路31和第二回液支路32的分流口，流量调节装置33还可包括设置在该分流口上的三通流量调节装置，如分流阀或节温器等装置。如此，也可实现对第二回液支路32的流量的调节功能。

此外，燃料电池能源回收系统还包括用热单元4，用热单元4与相变储能模块321换热连接。通过换热连接，相变储能模块321能够与用热单元4之间进行热交换，以能够为用热单元4进行供热。用热单元4例如包括空调制热、动力电池预热等。

在一些具体实施方式中，出液液路包括出液主路21、第一出液支路22和第二出液支路23。出液主路21与冷却出液口11连通并设有节温器211，第一出液支路22连通在节温器211的第一出液口和回液液路之间，散热器221设于第一出液支路22上，第二出液支路23连通在节温器211的第二出液口和回液液路之间以与第一出液支路22并联设置。

具体地，如图1所示，出液主路21的一端与冷却出液口11连通，出液主路21的另一端设有分流口，节温器211设置在该分流口上。节温器211具有进液口、第一出液口和第二出液口，节温器211的进液口与出液主路21连通，第一出液支路22和第二出液支路23并联设置，节温器211的第一出液口与第一出液支路22连通，节温器211的第二出液口与第二出液支路23连通，从而能够实现分流和流量的调节功能。这样，在冷却液的温度过低时，可控制节温器211减少第一出液支路22的流量，避免或减少冷却液的热量在散热器221位置散失。在冷却液温度过高时，可控制节温器211增大第一出液支路22的流量，增大冷却液在散热器221位置散失的热量，从而能够增加散热系统大循环占比，降低燃料电池运行温度。

可选地，燃料电池能源回收系统的冷却液循环回路还包括循环水泵213和补水水箱214。如图1所示，循环水泵213和补水水箱214分别设置在出液主路上。此外，补水水箱214的出液通道上还设有去离子装置215。

可选地，如图1所示，第一出液支路22上还设有过滤器222，过滤器222位于节温器211的第一出液口与散热器221的进液口之间。

可选地，如图1所示，出液主路上设有第一传感器212，第一传感器212用于检测从冷却出液口11流出的冷却液的出液温度。燃料电池能源回收系统还包括分别与流量调节装置33和第一传感器212通信连接的控制装置，控制装置用于根据第一传感器212检测的出液温度控制流量调节装置33动作。第一传感器212检测的出液温度可大致反映出电堆模块1的温度，第一传感器212检测的出液温度高，则可反映出电堆模块1的温度相对较高；第一传感器212检测的出液温度低，则可反映出电堆模块1的温度相对较低。

控制装置根据第一传感器212检测的流出冷却出液口11的冷却液的出液温度控制流量调节装置33动作，可实现自动辅助调节燃料电池系统反应温度，维持燃料电池系统反应温度在合适范围内，减小散热器温度滞后效应。

具体地，如图2所示，控制装置被配置为：

确定流出冷却出液口11的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，第一预设温度小于第二预设温度；

获取用热单元4的用热总需求功率并控制流量调节装置33，以调节第二回液支路32的流量。

其中，第一预设温度为略低于燃料电池的正常运行温度的温度，第二预设温度为略高于燃料电池的正常运行温度的温度，即第一预设温度为燃料电池的正常运行温度的负偏移，第二预设温度为燃料电池的正常运行温度的正偏移，负偏移与正偏移的设定值范围可例如为1℃至4℃，或者优选为2℃至3℃。在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第一预设温度且低于第二预设温度时，需要对电堆模块1进行放热，此时可获取用热单元4的用热总需求功率，并根据用热单元4的用热总需求功率和该出液温度控制流量调节装置33来调节第二回液支路32的流量，从而将燃料电池系统产生的热能存储在相变储能模块321上并用于对用热单元4进行供热，实现燃料电池系统能量回收。在获取了用热单元4的用热总需求功率后，可根据用热单元4的用热总需求功率与第二回液支路32的流量预设关系，来适应性地调节第二回液支路32的流量，能够为用热单元4提供可控式供热功能。

此外，在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第一预设温度且低于第二预设温度时，相变储能模块321的储能功能能够满足电堆模块1的散热需求，通过将热量存储在相变储能模块321中，可使燃料电池系统温度波动维持在合适范围内，也可降低燃料电池散热风扇功耗，提升燃料电池系统效率。

可选地，控制装置还与节温器211通信连接并用于根据第一传感器212检测的出液温度控制节温器211动作。具体地，控制装置还进一步被配置为：

确定出液温度大于等于第二预设温度且小于第三预设温度，第二预设温度小于第三预设温度；

控制节温器211增大第一出液支路22的流量。

其中，第三预设温度为需要加强散热的温度。在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第二预设温度且低于第三预设温度时，相变储能模块321的储能功能不能完全满足电堆模块1的散热需求，此时需要控制节温器211来增大第一出液支路22的流量，从而需要散热器221来对冷却液进行散热。即通过控制节温器211来增大第一出液支路22的流量，增加散热系统大循环占比，降低燃料电池运行温度。

可选地，散热器221设有用于散热的散热风扇，控制装置还与散热风扇通信连接并用于根据第一传感器212检测的出液温度控制散热风扇的转速。具体地，控制装置还进一步被配置为：

确定该出液温度大于等于第三预设温度；

调节散热风扇的转速。

在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第三预设温度时，未启动散热风扇状态下的散热器221不能完全满足电堆模块1的散热需求，此时需要调节散热风扇的转速，通过控制散热风扇的转速来控制散热器221的散热速率，使燃料电池系统温度维持在一定合适的温度范围内。其中，散热风扇的转速可根据出液温度来获取和调节。例如在控制装置中内置该出液温度与散热风扇的转速值之间的对应关系，通过确定实时的出液温度，得出对应的散热风扇的转速值，从而实现对散热风扇的转速的调节。

进一步地，在散热风扇运行设定时间后，控制装置还被配置为：

确定该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值小于预设差值，调节散热风扇的转速，以使得燃料电池系统温度维持在合适的预设温度范围内；

确定该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且温度差大于0，控制流量调节装置33增大第二回液支路32的流量；

确定出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且温度差小于0，控制流量调节装置33减小第二回液支路32的流量。

其中，该预设差值可为第三预设温度的上下允许浮动差值的绝对值。该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值小于预设差值，即该出液温度位于第三预设温度的允许浮动范围内，此时可继续根据出液温度调节散热风扇的转速，以使得燃料电池系统温度维持在合适的预设温度范围内。

此外，该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且该温度差大于0，即该出液温度超出第三预设温度的允许浮动范围，且该出液温度大于第三预设温度的上允许浮动阈值，调节散热风扇的转速仍不能满足电堆模块1的散热需求，此时需要控制流量调节装置33增大第二回液支路32的流量，以调节相变储能模块321的储热功率，从而将燃料电池系统产生的热能存储在相变储能模块321上并用于对用热单元4进行供热，使燃料电池系统温度波动维持在合适范围内。

另外，该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且温度差小于0，即该出液温度超出第三预设温度的允许浮动范围，且该出液温度小于第三预设温度的下允许浮动阈值，电堆模块1的散热需求减少，此时可控制流量调节装置33减小第二回液支路32的流量，以调节相变储能模块321的放热功率，从而适量减少对用热单元4的供热热量，使燃料电池系统温度波动维持在合适范围内。

更进一步地，如图1所示，第一回液支路31上设有与控制装置通信连接的第二传感器311，第二传感器311用于检测从第一回液支路31回流至冷却回液口12的冷却液的回液温度，控制装置还用于根据第二传感器311检测的回液温度控制燃料电池启动或控制流量调节装置33动作。具体地，控制装置还被配置为：

获取燃料电池的启动指令；

确定流向冷却回液口12的冷却液的回液温度小于第四预设温度，根据回液温度控制流量调节装置33动作；

确定该回液温度大于等于第四预设温度，控制燃料电池启动。

其中，第四预设温度小于第一预设温度，第四预设温度为相变储能模块321的放热温度阈值。接收到燃料电池启动指令后，控制装置控制启动循环水泵213，并获取此时该回液温度，若该回液温度大于等于第四预设温度，则进入燃料电池启动程序；若该回液温度小于第四预设温度，则控制流量调节装置33动作，以使用相变储能模块321进行放热，直至该回液温度大于等于第四预设温度。控制流量调节装置33动作，即为调节第一出液支路22的流量，以调节相变储能模块321的放热功率。相变储能模块321的放热功率可根据该回液温度来获取和调节。例如在控制装置中内置该回液温度与第一出液支路22的流量之间的对应关系，通过确定实时的回液温度，得出对应的第一出液支路22的流量值和流量调节装置33的调节值，从而实现对流量调节装置33的调节。

可选地，如图1所示，回液液路的进液端为汇流口，该汇流口上设有三通阀24，三通阀具有两个进液口和一个出液口，三通阀的出液口与回液液路的进液端连通，三通阀的两个进液口分别对应与第一出液支路22的出液端和第二出液支路23的出液端连通。

可选地，如图1所示，第一出液支路22上还设有第三传感器223，第三传感器223用于检测流出散热器221的冷却液的温度。控制装置也可与该第三传感器223通讯连接并可配置为根据第三传感器223检测的温度来调节散热风扇的温度，从而进一步辅助燃料电池系统调节反应温度。

可选地，如图1所示，燃料电池能源回收系统还包括换热回路，相变储能模块321位于该换热回路上以对外供热或吸热，该换热回路还设有换热器41和第四传感器42，第四传感器42用于检测该换热回路的换热液体的温度。

可选地，第一传感器212、第二传感器311、第三传感器223以及第四传感器42除了可以是温度传感器外，还可以是温度压力传感器，可同时检测温度和液路的压力，使得燃料电池能源回收系统的工作更加可靠。

其中，新能源动力是工程机械绿色发展的重要方向之一，本申请的燃料电池能源回收系统可应用于作业机械的重型底盘中。并且，本申请的燃料电池能源回收系统也能够应用于燃料电池汽车上，例如可以是氢能源车辆或氢能+充电的混合动力电动车等新能源汽车。

本申请的第二方面还提供了一种工程机械，该工程机械包括上述的燃料电池能源回收系统。由于该工程机械包括上述的燃料电池能源回收系统，因此也具备由该燃料电池能源回收系统带来的所有技术效果，因此不再重复赘述。其中，该工程机械可为起重机，例如汽车起重机、履带式起重机或者动臂式塔式起重机等，也可以是泵车、高空作业车辆、消防车、臂架式作业机器人等其他作业机械。

需要说明的是，本申请的电堆模块、相变储能模块、节温器、散热器、换热器、水泵以及传感器等部件的结构原理为本领域技术人员熟知，且不属于本申请的核心改进部分，因而在此不再赘述。

本申请中的冷却液可为水或冷却剂溶液等。从冷却出液口11流出的冷却液的出液温度可通过设置在出液主路上的第一传感器212检测获取，第一传感器212设在冷却出液口11与循环水泵213的进液口之间；或者，该出液温度也可通过设置在冷却出液口11上的温度传感器检测获取。流向冷却回液口12的冷却液的回液温度可通过第二传感器311检测获取，第二传感器311设置在第一回液支路31上；或者，该回液温度也可通过设置在回液液路中的位于相变储能模块321的上游液路中。

如图2所示，本申请的第三方面还提供了一种上述燃料电池能源回收系统的控制方法，该控制方法能够根据流出冷却出液口11的冷却液的出液温度控制流量调节装置33动作。如此，可实现自动辅助调节燃料电池系统反应温度，维持燃料电池系统反应温度在合适范围内，减小散热器温度滞后效应。

具体地，该控制方法包括：

确定流出冷却出液口11的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，第一预设温度小于第二预设温度；

获取用热单元4的用热总需求功率并控制流量调节装置33，以调节第二回液支路32的流量。

进一步地，该控制方法还包括：

确定出液温度大于等于第二预设温度且小于第三预设温度，第二预设温度小于第三预设温度；

控制节温器211增大第一出液支路22的流量。

这样，在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第二预设温度且低于第三预设温度时，通过控制节温器211来增大第一出液支路22的流量，可增加散热系统大循环占比，降低燃料电池运行温度。

更进一步地，该控制方法还包括：

确定出液温度大于等于第三预设温度；

调节散热风扇的转速。

如此，在流出冷却出液口11的冷却液的出液温度超出第三预设温度时，通过控制散热风扇的转速来控制散热器221的散热速率，可使燃料电池系统温度维持在一定合适的温度范围内。

可选地，在散热风扇运行设定时间后，该控制方法还包括：

确定该出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值小于预设差值，调节散热风扇的转速，以使得燃料电池系统温度维持在合适的预设温度范围内；

确定出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且温度差大于0，控制流量调节装置33增大第二回液支路32的流量；

确定出液温度与第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于预设差值，且温度差小于0，控制流量调节装置33减小第二回液支路32的流量。

这样，可使得燃料电池系统温度维持在合适的预设温度范围内。

可选地，该控制方法还包括：

获取燃料电池的启动指令；

确定流向冷却回液口12的冷却液的回液温度小于第四预设温度，根据回液温度控制流量调节装置33动作；

确定回液温度大于等于第四预设温度，控制燃料电池启动。

这样，在该回液温度小于第四预设温度时，通过控制流量调节装置33动作，以使用相变储能模块321进行放热，辅助调节燃料电池系统反应温度，维持燃料电池系统反应温度在合适范围内。

具体地，以下将以图2为例对本申请的一种具体实施方式的燃料电池能源回收系统的控制方法进行说明。

接收到燃料电池启动指令后启动循环水泵213，获取此时燃料电池电堆的冷却液的回液温度，若该回液温度大于等于第四预设温度则进入燃料电池启动程序，若该回液温度小于第四预设温度，则使用相变储能模块321进行放热（查表获取对应回液温度下的放热功率），直至回液温度大于等于第四预设温度；

运行过程中相变储能模块321给燃料电池系统氢气换热器供热，运行过程中电堆的冷却液的出液温度小于第一预设温度时，维持运行状态；当该出液温度大于等于第一预设温度时，获取用热单元4的用热总需求功率，调节相变储能模块321的储热功率；

当该出液温度小于第二预设温度时，返回上一阶段判断逻辑，当该出液温度大于等于第二预设温度时，调节节温器211，增加散热系统大循环占比，降低燃料电池运行温度；

当该出液温度小于第三预设温度时，返回上一阶段判断逻辑，当该出液温度大于等于第三预设温度时，查表获取此功率状态下散热风扇转速，使燃料电池系统温度维持在一定合适的温度范围内；

散热风扇运行设定时间后，若该出液温度与第三预设温度的差值的绝对值小于预设差值δT1则返回上一阶段判断逻辑，当第三预设温度与第三预设温度的差值的绝对值大于等于预设差值δT1时，查表获取偏差量，若为正偏差，则根据偏差量调节相变储能模块321的储热功率进行储热，若为负偏差，则根据偏差量调节相变储能模块321的放热功率进行加热，使燃料电池系统运行温度维持在合适范围内；

若未接收到关机指令则返回上一阶段判断逻辑，若接收到关机指令，则燃料电池系统关机。

综上所述，本申请的燃料电池能源回收系统和作业机械通过增加相变储能模块能够将燃料电池系统运行产生的热进行储存，并可将存储的热量用于燃料电池系统运行，降低系统辅耗和散热风扇功耗，提升燃料电池系统效率；同时相变储能模块可辅助燃料电池系统调节反应温度，减小散热器温度滞后效应，使燃料电池系统温度波动维持在合适范围内，延长燃料电池的使用寿命。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种燃料电池能源回收系统，其特征在于，包括：

电堆模块（1），设有冷却出液口（11）和冷却回液口（12）；

出液液路，与所述冷却出液口（11）连通并设有散热器（221）；

回液液路，连通在所述冷却回液口（12）和所述出液液路之间，所述回液液路包括流量调节装置（33）和并联设置的第一回液支路（31）和第二回液支路（32），所述第二回液支路（32）上设有相变储能模块（321），所述流量调节装置（33）包括设于所述第二回液支路（32）上的流量调节泵，所述流量调节装置（33）能够调节所述第二回液支路（32）的流量；

用热单元（4），所述用热单元（4）与所述相变储能模块（321）换热连接；

控制装置，与所述流量调节装置（33）通信连接并被配置为：

确定流出所述冷却出液口（11）的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度；

获取所述用热单元（4）的用热总需求功率并控制所述流量调节装置（33），以调节所述第二回液支路（32）的流量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述出液液路还包括：

出液主路（21），与所述冷却出液口（11）连通并设有节温器（211）；

第一出液支路（22），连通在所述节温器（211）的第一出液口和所述回液液路之间，所述散热器（221）设于所述第一出液支路（22）上；

第二出液支路（23），连通在所述节温器（211）的第二出液口和所述回液液路之间以与所述第一出液支路（22）并联设置。

3.根据权利要求2所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述控制装置还与所述节温器（211）通信连接并被配置为：

确定所述出液温度大于等于所述第二预设温度且小于第三预设温度，所述第二预设温度小于所述第三预设温度；

控制所述节温器（211）增大所述第一出液支路（22）的流量。

4.根据权利要求3所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述散热器（221）设有散热风扇，所述控制装置还与所述散热风扇通信连接并被配置为：

确定所述出液温度大于等于所述第三预设温度；

调节所述散热风扇的转速。

5.根据权利要求4所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，在所述散热风扇运行设定时间后，所述控制装置还被配置为：

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值小于预设差值，调节所述散热风扇的转速；

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于所述预设差值，且所述温度差大于0，控制所述流量调节装置（33）增大所述第二回液支路（32）的流量；

确定所述出液温度与所述第三预设温度之间的温度差的绝对值大于等于所述预设差值，且所述温度差小于0，控制所述流量调节装置（33）减小所述第二回液支路（32）的流量。

6.根据权利要求2所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述出液主路上设有第一传感器（212），所述第一传感器（212）用于检测从所述冷却出液口（11）流出的冷却液的出液温度；

和/或，所述出液主路上还设有循环水泵（213）；

和/或，所述出液主路上还设有补水水箱（214）。

7.根据权利要求1所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述第一回液支路（31）上设有第二传感器（311），所述第二传感器（311）用于检测从所述第一回液支路（31）回流至所述冷却回液口（12）的冷却液的回液温度。

8.根据权利要求1所述的燃料电池能源回收系统，其特征在于，所述控制装置还被配置为：

获取燃料电池的启动指令；

确定流向所述冷却回液口（12）的冷却液的回液温度小于第四预设温度，根据所述回液温度控制所述流量调节装置（33）动作；

确定所述回液温度大于等于所述第四预设温度，控制所述燃料电池启动。

9.一种工程机械，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任意一项所述的燃料电池能源回收系统。

10.一种燃料电池能源回收系统的控制方法，其特征在于，所述燃料电池能源回收系统包括电堆模块（1）、出液液路、回液液路和用热单元（4），所述电堆模块（1）设有冷却出液口（11）和冷却回液口（12），所述出液液路与所述冷却出液口（11）连通并设有散热器（221），所述回液液路连通在所述冷却回液口（12）和所述出液液路之间并包括流量调节装置（33）和并联设置的第一回液支路（31）和第二回液支路（32），所述第二回液支路（32）上设有相变储能模块（321），所述流量调节装置（33）包括设于所述第二回液支路（32）上的流量调节泵，所述流量调节装置（33）能够调节所述第二回液支路（32）的流量，所述用热单元（4）与所述相变储能模块（321）换热连接，所述控制方法包括：

确定流出所述冷却出液口（11）的冷却液的出液温度大于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述第一预设温度小于所述第二预设温度；

获取所述用热单元（4）的用热总需求功率并控制所述流量调节装置（33），以调节所述第二回液支路（32）的流量。