燃料电池封装箱体吹扫系统及其吹扫方法技术方案

本发明专利技术提供了一种燃料电池封装箱体吹扫系统及其吹扫方法，涉及燃料电池设备的技术领域，包括电池电堆、空气压缩机构、气液分离机构和吹扫机构；电池电堆容置于封装箱体内部，空气压缩机构将大气中的空气输送至电池电堆内；通过引入到电池电堆的封装箱体进行吹扫的气体来源为电池电堆空气出口所排出的废气，不需要空压机额外增加功率消耗，提高了燃料电池发动机整体的工作效率；同时，因进入到封装箱体内进行吹扫的气体为电池电堆的空气出口尾气，此尾气中的氧气含量大大低于进入电堆前的气体，使用此低氧气含量的气体对电池电堆封装箱体内部氢气进行吹扫，将大大降低电堆封装箱体内氢气的危险性，提升了燃料电池的使用安全。提升了燃料电池的使用安全。提升了燃料电池的使用安全。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池封装箱体吹扫系统及其吹扫方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池设备
，尤其是涉及一种燃料电池封装箱体吹扫系统及其吹扫方法。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机为达到IP67防护等级要求，需要使用一个封闭的箱体将电堆封装密闭起来，在发动机工作过程中，电堆会时刻向外渗透少部分氢气，此氢气在电堆封装箱体内部积聚，具有一定的危险性，所以需要将内部积聚氢气及时的排出。
[0003]现有技术中，燃料电池封装箱体内氢气吹扫方式是在空压机提供的空气经过中冷器冷却后，设置一个空气路分支，将中冷器冷却后的空气中部分空气引入电堆封装箱体，将封装箱体内积聚的氢气吹出至发动机尾排管路，实时带走封装箱体内部的氢气。
[0004]但是，现有技术中的燃料电池封装箱体吹扫方案中，需要燃料电池发动机为空压机额外提供一部分功率，空气入堆前端分出支路，浪费一部分供给空气，增加空压机功率消耗，降低燃料电池发动机发电效率；同时，进入电堆前的空气中的氧气含量较高，引入到封装箱体内部后，氧气更容易与封装箱体内的氢气发生化学反应，危险性较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池封装箱体吹扫系统及其吹扫方法，以缓解现有技术中存在的浪费部分供给空气，增加空压机功率消耗，降低燃料电池发动机发电效率，以及入电堆的封装箱体前空气氧气含量高，容易与封装箱体内的氢气反应造成安全隐患的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种燃料电池封装箱体吹扫系统，包括：电池电堆、空气压缩机构、气液分离机构和吹扫机构；所述电池电堆容置于封装箱体内部，所述电池电堆的空气入口通过所述空气压缩机构与外部环境连通，所述空气压缩机构用于将大气中的空气输送至所述电池电堆内；所述电池电堆的空气出口通过所述气液分离机构与外部环境连通，所述电池电堆用于向所述气液分离机构输送的气液混合物，所述气液分离机构用于将气体和液体分离，所述吹扫机构的两端分别与所述气液分离机构和所述封装箱体连通，所述吹扫机构用于将所述气液分离机构分离出的部分气体输送至所述封装箱体内部，以对所述封装箱体内的氢气进行吹扫。
[0007]在本专利技术较佳的实施例中，所述吹扫机构包括流量控制阀；所述流量控制阀分别与所述气液分离机构和所述封装箱体连通，所述流量控制阀用于调节所述气液分离机构输出的气体的流量，以控制对所述封装箱体内部的氢气进行吹扫或停止。
[0008]在本专利技术较佳的实施例中，所述吹扫机构还包括空气干燥器；所述流量控制阀通过所述空气干燥器与所述封装箱体连接，所述流量控制阀用于
调节所述气液分离机构输出的气体经所述空气干燥器输送至封装箱体内部，所述空气干燥器用于对所述气液分离机构输出的气体进行干燥处理。
[0009]在本专利技术较佳的实施例中，还包括空气主路和空气支路；所述空气主路依次与所述电池电堆和所述气液分离机构连接，以将所述气液分离机构输出的气体和液体输送至外部环境中，所述空气支路的两端分别与所述封装箱体和所述空气主路靠近外部环境的一端连接，所述空气支路用于将所述封装箱体内氢气和吹扫空气汇流至所述空气主路中。
[0010]在本专利技术较佳的实施例中，还包括控制器和氢气浓度传感器；所述控制器分别与所述氢气浓度传感器和所述流量控制阀电信号连接，所述氢气浓度传感器位于所述空气支路靠近所述封装箱体的一侧，所述氢气浓度传感器与所述空气支路连接，所述氢气浓度传感器用于监测所述封装箱体内的氢气浓度信息，并将此浓度信息输送至所述控制器处，所述控制器对应控制所述流量控制阀的开度。
[0011]在本专利技术较佳的实施例中，还包括背压阀；所述背压阀位于所述空气主路靠近外部环境的一端连接，所述背压阀用于控制所述空气主路的调压及启闭；所述空气支路与所述空气主路远离所述背压阀的后端连接，以使所述空气支路输送的气体和所述背压阀输送的气体在所述空气主路的后端汇合排出。
[0012]在本专利技术较佳的实施例中，所述空气压缩机构包括空滤器、空压机和中冷器；所述空滤器、所述空压机和所述中冷器依次连接，所述空滤器用于与外部环境连通，所述中冷器与所述电池电堆连通，以将经过滤、压缩和降温的气体输送至所述电池电堆内部。
[0013]在本专利技术较佳的实施例中，还包括增湿器；所述增湿器包括干侧和湿侧，所述增湿器的所述干侧的两端分别与所述中冷器和所述电池电堆连接，所述增湿器的所述湿侧的两端分别与所述气液分离机构和所述电池电堆连接，所述增湿器用于通过所述湿侧内输送的气液混合物对所述干侧内输送的干燥气体进行增湿，并将混合的气液混合物输送至所述气液分离机构处。
[0014]本专利技术提供的一种基于所述的燃料电池封装箱体吹扫系统的吹扫方法，包括以下步骤：将大气中的空气经过滤、压缩、降温和增湿输送至电池电堆内；将电池电堆反应完成后的气液混合物经气液分离后排放至大气中；将气液分离后的干燥气体经再次干燥后对电池电堆的封装箱体内部进行吹扫；将封装箱体内部的氢气以及干燥气体与气液混合物汇合，统一排放至大气中。
[0015]在本专利技术较佳的实施例中，对电池电堆的封装箱体进行吹扫的步骤还包括：预设封装箱体内部的氢气浓度阈值区间；对封装箱体输出的气体的氢气浓度进行检测；当封装箱体内部的氢气浓度小于预设的氢气浓度阈值范围最低值时，控制流量控制阀关闭，以使经气液分离机构分离出的气体全部排放至大气中；当封装箱体内部的氢气浓度位于预设的氢气浓度阈值范围内，控制流量控制阀逐步开启，以使经气液分离机构分离处的气体对封装箱体内部进行吹扫；
当封装箱体内部的氢气浓度大于预设的氢气浓度阈值范围的最高值时，控制流量控制阀完全开启，并向中控台发送警报信息。
[0016]本专利技术提供的一种燃料电池封装箱体吹扫系统，包括：电池电堆、空气压缩机构、气液分离机构和吹扫机构；电池电堆容置于封装箱体内部，电池电堆的空气入口通过空气压缩机构与外部环境连通，空气压缩机构用于将大气中的空气输送至电池电堆内；电池电堆的空气出口通过气液分离机构与外部环境连通，电池电堆用于向气液分离机构输送的气液混合物，气液分离机构用于将气体和液体分离，吹扫机构的两端分别与气液分离机构和封装箱体连通，吹扫机构用于将气液分离机构分离出的部分气体输送至封装箱体内部，以对封装箱体内的氢气进行吹扫；通过引入到电池电堆的封装箱体进行吹扫的气体来源为电池电堆空气出口所排出的废气，不需要空压机额外增加功率消耗，提高了燃料电池发动机整体的工作效率；同时，因进入到封装箱体内进行吹扫的气体为电池电堆的空气出口尾气，此尾气中的氧气含量大大低于进入电堆前的气体，使用此低氧气含量的气体对电池电堆封装箱体内部氢气进行吹扫，将大大降低电堆封装箱体内氢气的危险性，提升了燃料电池的使用安全；缓解了现有技术中存在的浪费部分供给空气，增加空压机功率消耗，降低燃料电池发动机发电效率，以及入电堆的封装箱体前空气氧气含量高，容易与封装箱体内的氢气反应造成安全隐患的技术问题。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池封装箱体吹扫系统，其特征在于，包括：电池电堆、空气压缩机构、气液分离机构和吹扫机构；所述电池电堆容置于封装箱体内部，所述电池电堆的空气入口通过所述空气压缩机构与外部环境连通，所述空气压缩机构用于将大气中的空气输送至所述电池电堆内；所述电池电堆的空气出口通过所述气液分离机构与外部环境连通，所述电池电堆用于向所述气液分离机构输送的气液混合物，所述气液分离机构用于将气体和液体分离，所述吹扫机构的两端分别与所述气液分离机构和所述封装箱体连通，所述吹扫机构用于将所述气液分离机构分离出的部分气体输送至所述封装箱体内部，以对所述封装箱体内的氢气进行吹扫。2.根据权利要求1所述的燃料电池封装箱体吹扫系统，其特征在于，所述吹扫机构包括流量控制阀；所述流量控制阀分别与所述气液分离机构和所述封装箱体连通，所述流量控制阀用于调节所述气液分离机构输出的气体的流量，以控制对所述封装箱体内部的氢气进行吹扫或停止。3.根据权利要求2所述的燃料电池封装箱体吹扫系统，其特征在于，所述吹扫机构还包括空气干燥器；所述流量控制阀通过所述空气干燥器与所述封装箱体连接，所述流量控制阀用于调节所述气液分离机构输出的气体经所述空气干燥器输送至封装箱体内部，所述空气干燥器用于对所述气液分离机构输出的气体进行干燥处理。4.根据权利要求3所述的燃料电池封装箱体吹扫系统，其特征在于， 还包括空气主路和空气支路；所述空气主路依次与所述电池电堆和所述气液分离机构连接，以将所述气液分离机构输出的气体和液体输送至外部环境中，所述空气支路的两端分别与所述封装箱体和所述空气主路靠近外部环境的一端连接，所述空气支路用于将所述封装箱体内氢气和吹扫空气汇流至所述空气主路中。5.根据权利要求4所述的燃料电池封装箱体吹扫系统，其特征在于，还包括控制器和氢气浓度传感器；所述控制器分别与所述氢气浓度传感器和所述流量控制阀电信号连接，所述氢气浓度传感器位于所述空气支路靠近所述封装箱体的一侧，所述氢气浓度传感器与所述空气支路连接，所述氢气浓度传感器用于监测所述封装箱体内的氢气浓度信息，并将此浓度信息输送至所述控制器处，所述控制器对应控制所述流量控制阀的开度。6.根据权利要求4所述的燃料电池封装箱体吹扫系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：回振林，朱川生，孙大伟，王志强，
申请(专利权)人：南京氢创能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：