一种燃料电池供氢系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池供氢系统，包括：供氢子系统和循环回路；循环回路包括第一回收管路和第二回收管路，第一回收管路和第二回收管路并联后形成回收管路；循环回路和电堆形成回路，供氢子系统与回收管路连通；当燃料电池供氢系统处于工作状态时，第一回收管路或第二回收管路处于工作状态。本发明专利技术实现氢气的回收利用，提高燃料电池的氢气利用率，同时可以防止氢气外泄，发生爆炸。且第一回收管路和第二回收管路在工作状态下只择其一工作即可，而另一个可作为备份，提高了燃料电池的供氢选择性，可靠性强。

A Fuel Cell Hydrogen Supply System

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池供氢系统
本专利技术涉及燃料电池领域，尤指一种燃料电池供氢系统。
技术介绍
燃料电池被誉为继水电、火电、核电之后的第四代发电技术。由于其能源效率高、无活动部件、振动噪声小、排放物无污染、组装简单灵活等原因，逐渐被应用于车用动力、船舶动力、备用电源等领域。供氢子系统是燃料电池的重要子系统之一，主要为燃料电池发电系统提供具有一定温度、压力、流量和湿度的氢气。实际应用中，为保证氢气充分反应，防止燃料电池在发电过程中发生欠气现象，氢气一般过量供应，过量系数取值1.1～1.5。同时为了提高氢气利用率和系统运行的安全性，未完全反应的氢气一般不直接排入大气，而是通过氢气循环装置循环至入口处，与注入的氢气汇合后进入燃料电池重新参加反应。在该专利申请号为200980103470.8的专利中，供氢循环系统中的氢循环泵与引射器的回流管直接相连，且氢循环泵放置在引射器的上游。但引射器的二次回流管需要一定的负压环境才能实现引射，而氢循环泵的出口为正压，无法为引射器的二次回流管提供负压环境，导致引射器无法正常工作，因此该供氢系统的设计并不合理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种燃料电池供氢系统，实现了燃料电池系统运行稳定可靠，并通过第一回收管路和第二回收管路分别对电堆进行供氢，且第一回收管路和第二回收管路在工作状态下只择其一工作即可，而另一个可作为备份，提高了燃料电池的供氢选择性，可靠性强，保证了燃料电池系统的续航能力，避免中途熄火等不良现象，提高了燃料电池系统的工作性能。本专利技术提供的技术方案如下：一种燃料电池供氢系统，包括：供氢子系统和循环回路；所述循环回路包括第一回收管路和第二回收管路，所述第一回收管路和所述第二回收管路并联后形成回收管路；所述循环回路和所述电堆形成回路，所述供氢子系统与所述回收管路连通；当燃料电池供氢系统处于工作状态时，所述第一回收管路或所述第二回收管路处于工作状态。本技术方案中，通过对电堆内未反应的氢气进行回收利用，提高燃料电池的氢气利用率，降低燃料电池系统的供氢成本，同时可以防止氢气外排，发生爆炸危险。通过第一回收管路和第二回收管路分别对电堆进行供氢，且第一回收管路和第二回收管路在工作状态下只择其一工作即可，而另一个可作为备份，提高了燃料电池的供氢选择性，可靠性强，保证了燃料电池系统的续航能力，避免中途熄火等不良现象，提高了燃料电池系统的工作性能。进一步优选地，所述供氢子系统沿氢气流通方向依次设有储氢装置、调压阀、截止阀、溢流阀、第一单向阀和过滤器；所述过滤器与所述循环回路连通；所述供氢子系统沿氢气流通方向于所述过滤器的前方还设有第一压力传感器、第一温度传感器。本技术方案中，所述储氢装置为具备一定压力的氢气源；通过各种阀门以及过滤器，保证了供给电堆的氢气的温度要求、流量要求、压力要求，还保证了管路的安全性，提高系统的运行性能和效率；通过压力传感器和温度传感器保证了氢气的压力、流量和温度需要的把控，提高系统的运行性能和效率。进一步优选地，所述第一回收管路沿氢气流通方向依次设有第一电磁阀、引射器、第二单向阀；所述第二回收管路沿氢气流通方向设有第二电磁阀、氢循环泵、第三单向阀。本技术方案中，引射器无运动部件，可靠性高，以储氢装置的氢气作为动力源，不需要消耗电能，但引射器的引射特性限定了其应用区间，不能覆盖燃料电池的所有负载区域，因此采用与氢循环泵联合使用。在实际应用中，当燃料电池发电量较小时可利用引射器或氢循环泵实现氢气的回收循环使用；当燃料电池发电量较大时通过氢循环泵实现氢气的回收循环使用。进一步优选地，所述电堆之前的循环回路，沿氢气流通方向设有流量计、稳压器、加湿器、第二压力传感器、第二温度传感器；所述电堆之后的循环回路，沿氢气流通方向设有第三温度传感器、第三压力传感器以及第三电磁阀；所述第三电磁阀控制所述循环回路与外界环境连通或封闭。本技术方案中，通过稳压器对氢气压力精确控制，通过加湿器对氢气进行加湿，并通过流量计监控燃料电池对氢气的流量需求，通过温度计监控燃料电池对氢气的温度需求，通过压力传感器监控燃料电池对氢气的压力需求，通过第三电磁阀控制循环回路中氢气的排放。进一步优选地，所述第一回收管路与所述供氢子系统之间设有第四电磁阀；所述第二回收管路与所述供氢子系统之间设有第五电磁阀。本技术方案中，通过电磁阀控制供氢子系统与每一回收管路(第一回收管路和第二回收管路)的连通或封闭。本专利技术提供的一种燃料电池供氢系统，能够带来以下至少一种有益效果：1、本专利技术中，通过对电堆内未反应的氢气回收利用，提高燃料电池的氢气利用率，同时可以防止氢气外排。通过第一回收管路和第二回收管路对未反应的氢气进行回收，且第一回收管路和第二回收管路在工作状态下只择其一工作即可，而另一个可作为备份，提高了燃料电池的供氢选择性，可靠性强，提高了燃料电池的工作性能。2、本专利技术中，通过各种阀门以及过滤器，保证了供氢气的温度要求、湿度要求、压力需求、流量需求，还保证了管路的安全性，提高系统的运行性能和效率。3、本专利技术中，被回收的氢气可于第一回收管路和第二回收管路中择一流通，有效保证了本系统运行的稳定性和可靠性。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对燃料电池供氢系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本专利技术的一种实施例示意图；图2是本专利技术的另一种实施例示意图。附图标号说明：1.储氢装置，2.调压阀，3.截止阀，4.溢流阀，5-1.第一单向阀，5-2.第二单向阀，5-3.第三单向阀，6.过滤器，7.引射器，8-1.第一电磁阀，8-2.第二电磁阀，8-3.第三电磁阀，8-4.第四电磁阀，8-5.第五电磁阀，9.氢循环泵，10.稳压器，11.加湿器，12.电堆，13-1.第一压力传感器，13-2.第二压力传感器，13-3.第三压力传感器，14-1.第一温度传感器，14-2.第二温度传感器，14-3.第三温度传感器，15.流量计。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在实施例一中，如图1和2所示，一种燃料电池供氢系统，包括：供氢子系统和循环回路；循环回路包括第一回收管路和第二回收管路，第一回收管路和第二回收管路并联后形成回收管路；循环回路和电堆12形成回路，供氢子系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池供氢系统，其特征在于，包括：供氢子系统和循环回路；所述循环回路包括第一回收管路和第二回收管路，所述第一回收管路和所述第二回收管路并联后形成回收管路；所述循环回路和所述电堆形成回路，所述供氢子系统与所述回收管路连通；当燃料电池供氢系统处于工作状态时，所述第一回收管路或所述第二回收管路处于工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池供氢系统，其特征在于，包括：供氢子系统和循环回路；所述循环回路包括第一回收管路和第二回收管路，所述第一回收管路和所述第二回收管路并联后形成回收管路；所述循环回路和所述电堆形成回路，所述供氢子系统与所述回收管路连通；当燃料电池供氢系统处于工作状态时，所述第一回收管路或所述第二回收管路处于工作状态。2.根据权利要求1所述的燃料电池供氢系统，其特征在于：所述供氢子系统沿氢气流通方向依次设有储氢装置、调压阀、截止阀、溢流阀、第一单向阀和过滤器；所述储氢装置为带压氢源；所述过滤器与所述循环回路连通；所述供氢子系统沿氢气流通方向于所述过滤器的前方还设有第一压力传感器、第一温度传感器。3.根据权利要求1所述的燃料电池供氢系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠选，王林涛，陆传荣，李启玉，唐志雄，周耀东，
申请(专利权)人：上海齐耀动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31