一种能提高氢气利用率的氢燃料电池与发动机制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开了一种能提高氢气利用率的氢燃料电池与发动机，包括氢气供气系统、空气供气系统及多个电堆组件，所述氢气供气系统用于向所述电堆组件供氢气，所述空气供气系统用于向所述电堆组件供空气，前一所述电堆组件流出的氢气能够通过所述氢气供气系统流入后一所述电堆组件中。该氢燃料电池中使前一电堆组件中流出的氢气流入后一电堆组件继续反应，从而提高了氢气的循环利用率。该发动机的电池中氢气循环利用率较高。

A hydrogen fuel cell and engine for improving hydrogen utilization

【技术实现步骤摘要】
一种能提高氢气利用率的氢燃料电池与发动机
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种能提高氢气利用率的氢燃料电池与发动机。
技术介绍
与传统电池相比，氢燃料电池依托外部燃料供给，其工作特性更接近于内燃机引擎。而与内燃机相比，氢燃料电池的能量转化效率可达到60％以上，为内燃机的2至3倍。并且氢燃料电池使用氢气作为燃料，其反应产物为水，不会产生含碳氮的氧化物等污染性气体。因此，氢燃料电池技术在汽车动力系统中得到了越来越广泛的应用。氢燃料电池中通常会设置多个电堆组件，以增大电池的输出功率，其通过供气系统对多个电堆组件供氢气。但是，在目前的供气系统下，通常是将氢气平均分配至各个电堆组件内，使得气体循环利用率较低。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种能提高氢气利用率的氢燃料电池与发动机，该氢燃料电池中使前一电堆组件中流出的氢气流入后一电堆组件继续反应，从而提高了氢气的循环利用率。该发动机的电池中氢气循环利用率较高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种能提高氢气利用率的氢燃料电池，包括氢气供气系统、空气供气系统及多个电堆组件，所述氢气供气系统用于向所述电堆组件供氢气，所述空气供气系统用于向所述电堆组件供空气，前一所述电堆组件流出的氢气能够通过所述氢气供气系统流入后一所述电堆组件中。作为上述技术方案的改进，包括第一电堆组件与第二电堆组件，所述空气供气系统包括第一空气供气系统与第二空气供气系统，所述第一电堆组件的输出功率大于所述第二电堆组件的输出功率，氢气能够通过所述氢气供气系统依次流经所述第一电堆组件与所述第二电堆组件，空气能够通过所述第一空气供气系统流入所述第一电堆组件，空气能够通过所述第二空气供气系统流入所述第二电堆组件。作为上述技术方案的进一步改进，所述氢气供气系统包括氢气循环部，所述氢气循环部包括第一氢气管、第二氢气管、第三氢气管、第四氢气管、第五氢气管、第一三通阀、第二三通阀、第一单向阀、第二单向阀及氢气回流装置；所述第一氢气管的两端分别与所述氢气循环部的始端、所述第一电堆组件的入口相连，所述第二氢气管的两端分别与所述第一电堆组件的出口、所述第二电堆组件的入口相连，所述第三氢气管的两端分别与所述第一氢气管、所述第二氢气管相连，所述第四氢气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述氢气循环部的末端相连，所述第五氢气管的两端分别与所述第二氢气管、所述第四氢气管相连；所述氢气回流装置设于所述氢气循环部的始端与所述氢气循环部的末端之间，从所述氢气循环部的末端流出的氢气能够通过所述氢气回流装置流入所述氢气循环部的始端；所述第一三通阀位于所述第一氢气管与所述第三氢气管的连接处，所述第二三通阀位于所述第二氢气管与所述第五氢气管的连接处；所述第一单向阀位于所述第三氢气管、所述第二氢气管的连接处与所述第二三通阀之间，所述第二单向阀位于所述第二电堆组件的出口与所述氢气循环部的末端之间。作为上述技术方案的进一步改进，包括第一电堆组件、第二电堆组件及第三电堆组件，所述空气供气系统包括第一空气供气系统与第二空气供气系统，所述第一电堆组件、所述第二电堆组件及所述第三电堆组件的输出功率依次减小，氢气能够通过所述氢气供气系统依次流经所述第一电堆组件、所述第二电堆组件及所述第三电堆组件，空气能够通过所述第一空气供气系统流入所述第一电堆组件，空气能够通过所述第二空气供气系统依次流经所述第二电堆组件与所述第三电堆组件。作为上述技术方案的进一步改进，所述氢气供气系统包括氢气循环部，所述氢气循环部包括第一氢气管、第二氢气管、第三氢气管、第四氢气管、第五氢气管、第六氢气管、第七氢气管、第八氢气管、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一关断阀、第二关断阀、第三关断阀及氢气回流装置；所述第一氢气管的两端分别与所述氢气循环部的始端、所述第一电堆组件的入口相连，所述第二氢气管的两端分别与所述第一电堆组件的出口、所述第二电堆组件的入口相连，所述第三氢气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述第三电堆组件的入口相连，所述第四氢气管的两端分别与所述第三氢气管、所述第一氢气管相连，所述第五氢气管的两端分别与所述第四氢气管、所述第二氢气管相连，所述第六氢气管的两端分别与所述第三电堆组件的出口、所述氢气循环部的末端相连，所述第七氢气管的两端分别与所述第二氢气管、所述第六氢气管相连，所述第八氢气管的两端分别与所述第三氢气管、所述第六氢气管相连；所述氢气回流装置设于所述氢气循环部的始端与所述氢气循环部的末端之间，从所述氢气循环部的末端流出的氢气能够通过所述氢气回流装置流入所述氢气循环部的始端；所述第一三通阀位于所述第四氢气管与所述第一氢气管的连接处，所述第二三通阀位于所述第二氢气管与所述第七氢气管的连接处，所述第三三通阀位于所述第三氢气管与所述第八氢气管的连接处；所述第一单向阀位于所述第五氢气管、所述第二氢气管的连接处与所述第二三通阀之间，所述第二单向阀位于所述第四氢气管、所述第三氢气管的连接处与所述第三三通阀之间，所述第三单向阀位于所述第三电堆组件的出口与所述氢气循环部的末端之间；所述第一关断阀位于所述第五氢气管上，所述第二关断阀位于所述第四氢气管、所述第五氢气管的连接处与所述第四氢气管、所述第三氢气管的连接处之间，所述第三关断阀位于所述第五氢气管、所述第二氢气管的连接处与所述第二电堆组件的入口之间。作为上述技术方案的进一步改进，所述第二空气供气系统包括空气循环部，所述空气循环部包括第一空气管、第二空气管、第三空气管、第四空气管、第五空气管、第四三通阀、第五三通阀、第四单向阀、第五单向阀及加湿装置；所述第一空气管的两端分别与所述空气循环部的始端、所述第二电堆组件的入口相连，所述第二空气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述第三电堆组件的入口相连，所述第三空气管的两端分别与所述第一空气管、所述第二空气管相连，所述第四空气管的两端分别与所述第三电堆组件的出口、所述空气循环部的末端相连，所述第五空气管的两端分别与所述第二空气管、所述第四空气管相连；所述加湿装置位于所述空气循环部的始端与所述空气循环部的末端之间，从所述空气循环部的末端流出的空气能够通过所述加湿装置流入所述空气循环部的始端；所述第四三通阀位于所述第一空气管与所述第三空气管的连接处，所述第五三通阀位于所述第二空气管与所述第五空气管的连接处；所述第四单向阀位于所述第三空气管、所述第二空气管的连接处与所述第五三通阀之间，所述第五单向阀位于所述第三电堆组件的出口与所述空气循环部的末端之间。作为上述技术方案的进一步改进，包括第一电堆组件与第二电堆组件，所述第一电堆组件的输出功率大于所述第二电堆组件的输出功率，从所述第一电堆组件流出的氢气能够通过所述氢气供气系统流入所述第二电堆组件，从所述第一电堆组件流出的空气能够通过所述空气供气系统流入所述第二电堆组件。作为上述技术方案的进一步改进，所述电堆组件包括氢气分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，包括氢气供气系统、空气供气系统及多个电堆组件，所述氢气供气系统用于向所述电堆组件供氢气，所述空气供气系统用于向所述电堆组件供空气，前一所述电堆组件流出的氢气能够通过所述氢气供气系统流入后一所述电堆组件中。/n

【技术特征摘要】
20191021 CN 20191100211681.一种能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，包括氢气供气系统、空气供气系统及多个电堆组件，所述氢气供气系统用于向所述电堆组件供氢气，所述空气供气系统用于向所述电堆组件供空气，前一所述电堆组件流出的氢气能够通过所述氢气供气系统流入后一所述电堆组件中。


2.根据权利要求1所述的能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，包括第一电堆组件与第二电堆组件，所述空气供气系统包括第一空气供气系统与第二空气供气系统，所述第一电堆组件的输出功率大于所述第二电堆组件的输出功率，氢气能够通过所述氢气供气系统依次流经所述第一电堆组件与所述第二电堆组件，空气能够通过所述第一空气供气系统流入所述第一电堆组件，空气能够通过所述第二空气供气系统流入所述第二电堆组件。


3.根据权利要求2所述的能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，所述氢气供气系统包括氢气循环部，所述氢气循环部包括第一氢气管、第二氢气管、第三氢气管、第四氢气管、第五氢气管、第一三通阀、第二三通阀、第一单向阀、第二单向阀及氢气回流装置；
所述第一氢气管的两端分别与所述氢气循环部的始端、所述第一电堆组件的入口相连，所述第二氢气管的两端分别与所述第一电堆组件的出口、所述第二电堆组件的入口相连，所述第三氢气管的两端分别与所述第一氢气管、所述第二氢气管相连，所述第四氢气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述氢气循环部的末端相连，所述第五氢气管的两端分别与所述第二氢气管、所述第四氢气管相连；
所述氢气回流装置设于所述氢气循环部的始端与所述氢气循环部的末端之间，从所述氢气循环部的末端流出的氢气能够通过所述氢气回流装置流入所述氢气循环部的始端；
所述第一三通阀位于所述第一氢气管与所述第三氢气管的连接处，所述第二三通阀位于所述第二氢气管与所述第五氢气管的连接处；
所述第一单向阀位于所述第三氢气管、所述第二氢气管的连接处与所述第二三通阀之间，所述第二单向阀位于所述第二电堆组件的出口与所述氢气循环部的末端之间。


4.根据权利要求1所述的能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，包括第一电堆组件、第二电堆组件及第三电堆组件，所述空气供气系统包括第一空气供气系统与第二空气供气系统，所述第一电堆组件、所述第二电堆组件及所述第三电堆组件的输出功率依次减小，氢气能够通过所述氢气供气系统依次流经所述第一电堆组件、所述第二电堆组件及所述第三电堆组件，空气能够通过所述第一空气供气系统流入所述第一电堆组件，空气能够通过所述第二空气供气系统依次流经所述第二电堆组件与所述第三电堆组件。


5.根据权利要求4所述的能提高氢气利用率的氢燃料电池，其特征在于，所述氢气供气系统包括氢气循环部，所述氢气循环部包括第一氢气管、第二氢气管、第三氢气管、第四氢气管、第五氢气管、第六氢气管、第七氢气管、第八氢气管、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一关断阀、第二关断阀、第三关断阀及氢气回流装置；
所述第一氢气管的两端分别与所述氢气循环部的始端、所述第一电堆组件的入口相连，所述第二氢气管的两端分别与所述第一电堆组件的出口、所述第二电堆组件的入口相连，所述第三氢气管的两端分别与所述第二电堆组件的出口、所述第三电堆组件的入口相连，所述第四氢气管的两端分别与所述第三氢气管、所述第一氢气管相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何杰，张蒙阳，吴彬，刘青斌，
申请(专利权)人：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44