本發明涉及燃料電池，尤其是涉及一種燃料電池多功能引射器及氫氣供給循環系統。
背景技術：
1、燃料電池氫氣供給循環系統作為燃料電池系統的功能子系統之一、起到氫氣供給、增濕、余氫循環的作用；對提高燃料電池系統的反應效率、工作壽命、涉氫安全等方面具有重要意義。因目前燃料電池汽車的保有量較小，成本昂貴等因素，導致燃料電池的產業化速度較慢，設計及可靠性方面存在著諸多不足之處。一方面，當前市面上亮相的燃料電池系統，其陽極方案大體可分為兩種技術路線，第一種技術路線為引射器方案，是一種被動式方案，利用高速流動的新氫產生負壓，對電堆陽極出口的氫氣進行回流引射，提高氫氣利用率；優點為：無需輔助功耗、簡單可靠，成本較低；缺點為：在燃料電池系統低功率段下，由于氣體的流速較慢，引射效能不足，導致燃料電池系統的性能較差。第二種技術路線為氫泵方案，是一種主動式方案；利用電機轉動做功，將陽極出口的殘余氫氣強制回流到陽極入口處再次參與反應，提高氫氣利用率；優點為：工作穩定，性能較優；缺點為：增加了燃料電池系統的寄生功耗，nvh性能較差。
2、另一方面，考慮到當工作環境氣溫較低時，由于陽極出口處回流的高溫殘余氫氣和氫瓶內的低溫氫氣溫差較大，在引射器匯合后，極易產生冷凝積水問題；冷凝水隨氫氣進入到燃料電池電堆內部后，可能會阻礙反應氣體的傳輸，繼而導致燃料電池電堆陽極入口處的單體電壓下降，影響電堆工作效率及電堆單體一致性。
3、如專利cn118398839a公開的一種燃料電池供氫循環系統及控制方法，該燃料電池供氫循環系統，包括燃料電池電堆，所述燃料電池電堆的入口通過進氫管路與集成式引射器相連，所述燃料電池電堆的出口通過氣水分離器、回氫管路與進氫管路相連，所述回氫管路內設置有氫氣循環泵，所述回氫管路通過旁通管路與所述集成式引射器相連；存在上述問題，影響電堆工作效率及電堆單體一致性。
技術實現思路
1、針對現有技術不足，本發明提供一種燃料電池多功能引射器及氫氣供給循環系統，其可避免低溫下的氫氣冷凝水阻礙氣體傳輸問題，有效提高電堆工作效率及單體一致性。
2、為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：
3、一種燃料電池多功能引射器，包括相連的閥座和引射器本體，還包括利用廢熱對進入燃料電池電堆前的氫氣進行加熱的換熱器，所述換熱器集成在閥座上，所述閥座上設有用于控制氫氣氣源開口打開\關閉狀態的關斷閥和用于調節燃料供給的比例閥。
4、所述閥座上對應比例閥設置有中壓壓力傳感器。
5、所述引射器本體上對應出口位置設有用于檢測流入電堆的氫氣溫度及壓力信息并將信號上報給燃料電池系統控制器的氫入壓力傳感器和氫入溫度傳感器。
6、所述閥座上設有用于檢測燃料電池系統陽極側的氫氣濃度的氫濃度傳感器。
7、所述換熱器設在閥座的頂部，換熱器上設有用于連接燃料電池系統冷卻管路利用燃料電池廢熱對氫氣加熱的換熱器熱媒入口和換熱器熱媒出口；換熱器上設有用于連接車載供氫系統的換熱器冷媒入口和用于對應關斷閥連接閥座內部流道的換熱器冷媒出口。
8、一種氫氣供給循環系統，包括燃料電池電堆和所述燃料電池多功能引射器，多功能引射器設在燃料電池電堆上，所述燃料電池電堆上對應電堆氫氣出口設有氣水分離器，氣水分離器的頂部設有與引射器相連的電堆氫氣回流口，氣水分離器底部連有排水管。
9、所述氣水分離器上對應排水管設有用于極端情況下加熱破冰的加熱電磁閥。
10、所述氣水分離器上設有氫出壓力傳感器與氫出溫度傳感器，并在氣水分離器中部用于氮氣定期排出的排氮閥。
11、還包括氫氣循環泵，氣水分離器上的電堆氫氣回流口與氫氣循環泵的入口相連，氫氣循環泵頂部設有與引射器的閥座相連的連接口，并在氫氣循環泵的底部設有氫泵排水管。
12、所述系統中，當在燃料電池系統低功率段下，系統控制氫氣循環泵主動開啟，補償回氫量；當在燃料電池系統大功率段下，系統僅控制氫氣循環泵維持低速跟轉，電推的陽極出口處回流的殘余氫氣先后通過水分、氫氣循環泵、引射器后再次到達電堆陽極入口處參與反應，提高氫氣利用率。
13、本發明與現有技術相比，具有以下優點：
14、該燃料電池多功能引射器及氫氣供給循環系統設計合理，結合引射器與氫泵的優點，組合一種新型的氫氣供給循環方案，有效提高氫氣利用率、降低輔助功耗；通過對傳統引射器的集成方案優化，利用廢熱對進入燃料電池電堆前的氫氣進行加熱，改善燃料電池電堆陽極入口處的單體性能，提高燃料電池電堆工作效率及電堆單體一致性。
1.一種燃料電池多功能引射器，包括相連的閥座和引射器本體，其特征在于：還包括利用廢熱對進入燃料電池電堆前的氫氣進行加熱的換熱器，所述換熱器集成在閥座上，所述閥座上設有用于控制氫氣氣源開口打開\關閉狀態的關斷閥和用于調節燃料供給的比例閥。
2.如權利要求1所述燃料電池多功能引射器，其特征在于：所述閥座上對應比例閥設置有中壓壓力傳感器。
3.如權利要求1所述燃料電池多功能引射器，其特征在于：所述引射器本體上對應出口位置設有用于檢測流入電堆的氫氣溫度及壓力信息并將信號上報給燃料電池系統控制器的氫入壓力傳感器和氫入溫度傳感器。
4.如權利要求1所述燃料電池多功能引射器，其特征在于：所述閥座上設有用于檢測燃料電池系統陽極側的氫氣濃度的氫濃度傳感器。
5.如權利要求1所述燃料電池多功能引射器，其特征在于：所述換熱器設在閥座的頂部，換熱器上設有用于連接燃料電池系統冷卻管路利用燃料電池廢熱對氫氣加熱的換熱器熱媒入口和換熱器熱媒出口；換熱器上設有用于連接車載供氫系統的換熱器冷媒入口和用于對應關斷閥連接閥座內部流道的換熱器冷媒出口。
6.一種氫氣供給循環系統，包括燃料電池電堆，其特征在于：還包括如權利要求1至5任一項所述燃料電池多功能引射器，多功能引射器設在燃料電池電堆上，所述燃料電池電堆上對應電堆氫氣出口設有氣水分離器，氣水分離器的頂部設有與引射器相連的電堆氫氣回流口，氣水分離器底部連有排水管。
7.如權利要求6所述氫氣供給循環系統，其特征在于：所述氣水分離器上對應排水管設有用于極端情況下加熱破冰的加熱電磁閥。
8.如權利要求6所述氫氣供給循環系統，其特征在于：所述氣水分離器上設有氫出壓力傳感器與氫出溫度傳感器，并在氣水分離器中部用于氮氣定期排出的排氮閥。
9.如權利要求6所述氫氣供給循環系統，其特征在于：還包括氫氣循環泵，氣水分離器上的電堆氫氣回流口與氫氣循環泵的入口相連，氫氣循環泵頂部設有與引射器的閥座相連的連接口，并在氫氣循環泵的底部設有氫泵排水管。
10.如權利要求9所述氫氣供給循環系統，其特征在于：所述系統中，當在燃料電池系統低功率段下，系統控制氫氣循環泵主動開啟，補償回氫量；當在燃料電池系統大功率段下，系統僅控制氫氣循環泵維持低速跟轉，電推的陽極出口處回流的殘余氫氣先后通過水分、氫氣循環泵、引射器后再次到達電堆陽極入口處參與反應，提高氫氣利用率。