加湿器模块、空气供应系统及燃料电池车辆技术方案

本公开涉及一种可用于燃料电池系统的加湿器模块，包括：加湿器；和歧管组件，所述歧管组件与所述加湿器连接在一起，并配置成可接收干燥空气，经过所述加湿器加湿后，送入所述燃料电池系统中，其中所述歧管组件上设置有适于接纳背压阀的阀座。本公开还涉及一种空气供应系统以及燃料电池车辆。

【技术实现步骤摘要】
加湿器模块、空气供应系统及燃料电池车辆
本公开涉及燃料电池
，尤其涉及一种加湿器模块、空气供应系统以及燃料电池车辆。
技术介绍
燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是非常有发展前途的发电技术。燃料电池系统中，氢和氧(空气中包含的氧气)进行电化学反应，产生电能。燃料电池系统例如可以应用于燃料电池车辆，并通过驱动电动机来进而驱动车辆。燃料电池系统包括电极、隔膜与集电器等。空气供应装置向燃料电池的阴极侧提供空气，氢供应装置向燃料电池的阳极侧供应氢气。同时，在质子交换膜燃料电池的情况下，需要适量的润湿，以允许膜电极组件(MembraneElectrodeAssembly,MEA)的质子交换膜正常的发挥其功能，并且为此，燃料电池系统的空气供应装置包括加湿器，用于对将要供应给燃料电池的空气进行加湿。空气供应装置的空气压缩机提供干燥的空气，加湿器通过使用由燃料电池的阴极排出的热的和湿润的空气中的水分，来加湿干燥的空气，并且将加湿后的空气提供给燃料电池的阴极。由于燃料电池车辆在封装方面具有一定限制，因此需要相对体积较小的加湿方法和加湿装置。根据薄膜加湿方法的加湿器的优点在于，不需要特定的能量，并且在封装方面具有优势。根据薄膜加湿方法的加湿器通过在从燃料电池的阴极侧排出的热的和湿的排出气体与空气压缩机及提供的干燥空气之间进行气体-气体的湿气交换，来进行薄膜加湿。如图1所示，空气供应系统包括空气压缩机、中间冷却器、加湿器、背压阀等，其中，空气压缩机为系统提供压缩空气。加湿器对空气进行加湿，用于供应给燃料电池组，背压阀控制来自加湿器的废气的输送。中间冷却器用于基于燃料电池温度的限制，降低压缩空气的温度。加湿器具有不同的流动孔口，分别用于从压缩机接收空气、向燃料电池组输送空气、从燃料电池组接收空气以及向排气管排除空气。在现有的加湿系统中，所有的流动孔口位于加湿器的不同侧上，并且每个孔口都需要与相应的部件单独地连接。在一些现有技术的系统中，所有的流动孔口位于加湿器的不同侧面上，这就需要较长的管路，导致系统成本增加，以及更大的空间占用。空气供应系统中的背压阀(BackPressureValve，BPV)的作用是控制和维持空气供应系统内充分的压力。当供应压力大于系统所要求的压力时，背压阀将允许加湿器把循环的空气释放到排气管。当空气供应压力低于空气供应系统中需要的压力时，背压阀不会允许空气流动到排除路径中。现有的空气供应系统中，背压阀被安装在远离加湿器的燃料电池系统中，在加湿器和背压阀之间需要单独的管道连接。现有的空气供应系统中，需要一个安装支架来安装背压阀，因此在加湿器和背压阀之间需要一个管路连接。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。概述有鉴于现有技术缺陷中的至少一个，本公开提出一种可用于燃料电池车辆的空气供应系统的歧管组件，包括：歧管组件主体，所述歧管组件主体中集成有至少四个流动孔口，其中，所述至少四个流动孔口配置成可与所述空气供应系统流体连通。根据本公开的一个方面，所述至少四个流动孔口包括：适于接收干燥空气的第一入口，适于向燃料电池输送经过湿润的空气的第一出口，适于从燃料电池接收湿润空气的第二入口，以及适于向排气路径中输送使用过的空气的第二出口。根据本公开的一个方面，所述第一出口和第二入口具有非圆形的横截面。根据本公开的一个方面，所述第一出口和所述第二入口具有矩形的横截面，所述第一出口和所述第二入口设置在所述歧管组件的同一侧上。根据本公开的一个方面，所述歧管组件的一部分配置成可用作背压阀的阀座。根据本公开的一个方面，所述歧管组件还包括：配置成可连通到加湿器的第一加湿器接口、第二加湿器接口、第三加湿器接口和第四加湿器接口，其中所述第一入口与所述第二加湿器接口连通，将所述干燥空气导入加湿器中；所述第三加湿器接口与所述第一出口连通，从所述加湿器接收经过湿润的空气并引导到所述第一出口；所述第一加湿器接口与所述第二入口连通，并将从燃料电池接收的湿润空气引导到所述加湿器中；所述第四加湿器接口与所述第二出口连通，从所述加湿器接收使用过的空气并引导到所述第二出口。根据本公开的一个方面，所述第一加湿器接口、第二加湿器接口、第三加湿器接口和第四加湿器接口设置在所述歧管组件的同一侧面上，从而可方便地连接到加湿器。本公开还涉及一种可用于燃料电池车辆的空气供应系统，包括如上所述的歧管组件。根据本公开的一个方面，所述空气供应系统还包括加湿器，所述加湿器与所述歧管组件连接，并适于接收干燥空气，并在对干燥空气润湿之后返回给所述歧管组件。本公开还涉及一种燃料电池车辆，包括如上所述的歧管组件。本公开还涉及一种用于燃料电池车辆的空气供应方法，其中所述方法使用如上所述的空气供应系统实施。本公开还涉及一种可用于燃料电池系统的加湿器模块，包括：加湿器；和歧管组件，所述歧管组件与所述加湿器连接在一起，并配置成可接收干燥空气，经过所述加湿器加湿后，送入所述燃料电池系统中，其中所述歧管组件上设置有适于接纳背压阀的阀座。根据本公开的一个方面，所述歧管组件包括歧管组件主体，所述歧管组件主体中集成有至少四个流动孔口，其中所述至少四个流动孔口配置成可与燃料电池系统的空气供应系统流体连通。根据本公开的一个方面，所述至少四个流动孔口包括：适于接收干燥空气的第一入口，适于向燃料电池系统输送经过湿润的空气的第一出口，适于从燃料电池系统接收湿润空气的第二入口，以及适于向排气路径中输送使用过的空气的第二出口。根据本公开的一个方面，所述第一出口和第二入口具有非圆形的横截面。根据本公开的一个方面，所述第一出口和所述第二入口具有矩形的横截面，所述第一出口和所述第二入口设置在所述歧管组件的同一侧上。根据本公开的一个方面，所述歧管组件还包括：配置成可连通到加湿器的第一加湿器接口、第二加湿器接口、第三加湿器接口和第四加湿器接口，其中所述第一入口与所述第二加湿器接口连通，将所述干燥空气导入加湿器中；所述第三加湿器接口与所述第一出口连通，从所述加湿器接收经过湿润的空气并引导到所述第一出口；所述第一加湿器接口与所述第二入口连通，并将从燃料电池接收的湿润空气引导到所述加湿器中；所述第四加湿器接口与所述第二出口连通，从所述加湿器接收使用过的空气并引导到所述第二出口，所述第一加湿器接口、第二加湿器接口、第三加湿器接口和第四加湿器接口设置在所述歧管组件的同一侧面上。本公开还涉及一种可用于燃料电池车辆的空气供应系统，包括如上所述的加湿器模块。根据本公开的一个方面，所述空气供应系统还包括背压阀，所述背压阀设置在所述加湿器模块的歧管组件的阀座上。本公开还涉及一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于燃料电池系统的加湿器模块，包括：/n加湿器；和/n歧管组件，所述歧管组件与所述加湿器连接在一起，并配置成可接收干燥空气，经过所述加湿器加湿后，送入所述燃料电池系统中，其中所述歧管组件上设置有适于接纳背压阀的阀座。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于燃料电池系统的加湿器模块，包括：
加湿器；和
歧管组件，所述歧管组件与所述加湿器连接在一起，并配置成可接收干燥空气，经过所述加湿器加湿后，送入所述燃料电池系统中，其中所述歧管组件上设置有适于接纳背压阀的阀座。


2.根据权利要求1所述的加湿器模块，其中所述歧管组件包括歧管组件主体，所述歧管组件主体中集成有至少四个流动孔口，其中所述至少四个流动孔口配置成可与燃料电池系统的空气供应系统流体连通。


3.根据权利要求2所述的加湿器模块，其中所述至少四个流动孔口包括：适于接收干燥空气的第一入口，适于向燃料电池系统输送经过湿润的空气的第一出口，适于从燃料电池系统接收湿润空气的第二入口，以及适于向排气路径中输送使用过的空气的第二出口。


4.根据权利要求3所述的加湿器模块，其中，所述第一出口和第二入口具有非圆形的横截面。


5.根据权利要求2所述的加湿器模块，其中，所述第一出口和所述第二入口具有矩形的横截面，所述第一出口和所述第二入口设置在所述歧管组件的同一侧上。


6.根据权利要求2所述的加湿器模块，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东胜，崔天宇，郝禹铭，马晓原，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13