【技术实现步骤摘要】
本专利技术关于一种燃料电池增湿装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是一种产生氢离子的燃料与氧气或空气等含氧化性气体发生电化学反应而产生电能的装置。在质子交换膜燃料电池工作时，电池中的质子都是要通过质子交换膜传导。具体的说是以一种水合质子的方式进行质子传递，从而形成电流。因此，为了保证质子交换膜燃料电池能持续不断的工作，必须要使燃料电池中的质子交换膜保持湿润。在燃料电池运行过程中，尤其是燃料电池堆的运行过程，会产生大量的热量，很容易将阴极区域产生的产物水汽化，而反应气体的快速流动，会迅速带走这些水分，使得燃料电池中的膜失去水分，导致燃料电池的内阻迅速增加，从而电池的性能急剧下降。因此，在反应气体参与反应前，需要对反应气体进行增湿。目前，对燃料电池的反应气体进行增湿的方法主要有内增湿和外增湿两类。内增湿就是将增湿系统和燃料电池制作成一个整体，无需外加增湿装置，增湿可以被看作是在电池的内部进行。这种增湿的方法可以减少燃料电池系统所占的重量和体积，但是，这种增湿的方式难以对反应气体进入反应区域的湿度进行控制，如果增湿过分容易导致电极被水淹没，电池的性能也下降。CN171...
【技术保护点】
一种燃料电池增湿装置，该装置包括气体容器（１），气体容器（１）具有与气体容器（１）内部连通的气体进气口（１１）和气体出气口（１２）；其中，该增湿装置还包括雾化喷嘴（２）、水量调节阀（１７）和气体容器湿度测量装置（５）；雾化喷嘴（２）包括雾化部件（２２）和水雾出口（２３），雾化部件（２２）用于将水雾化，水雾出口（２３）位于所述气体容器（１）的内部，用于将经过雾化后的水雾喷入气体容器（１）中；水量调节阀（１７）用于调节雾化喷嘴（２）的进水量；气体容器湿度测量装置（５）位于气体容器（１）的气体出气口（１２）处，用于检测流经气体出气口（１２）的气体的湿度；当气体容器湿度测量装置（５...
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池增湿装置，该装置包括气体容器(1)，气体容器(1)具有与气体容器(1)内部连通的气体进气口(11)和气体出气口(12)；其中，该增湿装置还包括雾化喷嘴(2)、水量调节阀(17)和气体容器湿度测量装置(5)；雾化喷嘴(2)包括雾化部件(22)和水雾出口(23)，雾化部件(22)用于将水雾化，水雾出口(23)位于所述气体容器(1)的内部，用于将经过雾化后的水雾喷入气体容器(1)中；水量调节阀(17)用于调节雾化喷嘴(2)的进水量；气体容器湿度测量装置(5)位于气体容器(1)的气体出气口(12)处，用于检测流经气体出气口(12)的气体的湿度；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度不在预定范围内时，通过水量调节阀(17)调节雾化喷嘴(2)的进水量，直至气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度达到预定范围内。2.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括管道(16)，管道(16)的一端与雾化部件(22)连接，用于将水引入雾化部件(22)，水量调节阀(17)安装在雾化部件(22)上或管道(16)上。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，水量调节阀(17)为针阀、球阀或电磁阀。4.根据权利要求1所述的装置，其中，气体容器湿度测量装置(5)为超声波湿度计或湿度传感器。5.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控制单元(27)和调节阀驱动装置(3)；气体容器湿度测量装置(5)为能够发出电信号的湿度测量装置，调节阀驱动装置(3)与水量调节阀(17)连-->接，用于调节水量调节阀(17)从而调节雾化喷嘴(2)的进水量；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号处理单元(10)，预先对气体容器湿度测量装置(5)设定一个湿度范围，当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度大于或等于预先存储的湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏大的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该信号，驱动调节阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度等于或小于预先存储的湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏小的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该信号，驱动调节阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当气体的湿度在预先存储的湿度范围的上限和下限之间时，温度测量装置(5)不发出电信号或向气体容器湿度信号处理单元(10)发出湿度正常的电信号，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该信号，停止调节阀驱动装置(3)。6.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控制单元(27)，气体容器湿度测量装置(5)为能够发出电信号的湿度测量装置，水量调节阀(17)为电磁阀；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号处理单元(10)，预先对气体容器湿度测量装置(5)设定一个湿度范围，当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度大于或等于预先存储的湿度范围的上限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏大的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该电信号，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度等于或小于预-->先存储的湿度范围的下限时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度偏小的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该电信号，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当气体容器湿度测量装置(5)检测到的气体的湿度在预先存储的湿度范围的上限和下限之间时，气体容器湿度测量装置(5)发出表示湿度正常的电信号至气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该电信号，保持水量调节阀(17)处于当前状态。7.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控制单元(27)和调节阀驱动装置(3)；调节阀驱动装置(3)与水量调节阀(17)连接，用于调节水量调节阀(17)从而调节雾化喷嘴(2)的进水量，气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号接收辨别单元(9)和气体容器湿度信号处理单元(10)，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)接收气体容器湿度测量装置(5)检测到的表示气体的湿度的电信号，将该电信号与预先存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出减少进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，驱动调节阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，驱动调节阀驱动装置(3)调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，-->气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出保持进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，停止驱动调节阀驱动装置(3)。8.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括气体容器湿度控制单元(27)，水量调节阀(17)为电磁阀；气体容器湿度控制单元(27)包括气体容器湿度信号接收辨别单元(9)和气体容器湿度信号处理单元(10)；气体容器湿度信号接收辨别单元(9)预先存储有一个表示湿度范围的电信号范围，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)接收气体容器湿度测量装置(5)检测到的表示气体湿度的电信号，并将该电信号与预先存储的表示湿度范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出减少进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量减少；当该电信号等于或小于预先存储的表示湿度范围的电信号范围的下限时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出增加进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，调节水量调节阀(17)，使进入雾化喷嘴(2)的水量增加；当该电信号在预先存储的表示湿度范围的电信号范围的上限和下限之间时，气体容器湿度信号接收辨别单元(9)向气体容器湿度信号处理单元(10)发出保持进水量的指令，气体容器湿度信号处理单元(10)接收该指令，保持水量调节阀(17)处于当前状态。9.根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、阀门驱动装置(25)、位于所述气体容器(1)下部的出水-->口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28)；气体容器液位测量装置(6)用于测量气体容器(1)内部的水的液位，为能够发出电信号的液位测量装置；阀门驱动装置(25)与阀门(7)连接，用于驱动阀门(7)，使阀门(7)打开或关闭；气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号处理单元(16)，预先对气体容器液位测量装置(6)设定一个液位范围，当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1)的液位大于或等于预先存储的液位范围的上限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该电信号，驱动阀门驱动装置(25)打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口(13)排出；当气体容器液位测量装置(6)所测得的液位等于或小于预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)关闭阀门(7)，防止气体从出水口(13)泄露。10.根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、位于所述气体容器(1)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28)；气体容器液位测量装置(6)为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容器(1)的液位，阀门(7)为电磁阀，气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号处理单元(16)，预先对气体容器液位测量装置(6)设定一个液位范围，当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1)的液位大于或等于预先存储的液位范围上限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏高的电信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该电信号，打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口-->(13)排出；当气体容器液位测量装置(6)所测得的气体容器(1)的液位等于或小于预先存储的液位范围下限时，气体容器液位测量装置(6)发出表示液位偏低的信号至气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，关闭阀门(7)，防止气体从出水口(13)泄露。11.根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、阀门驱动装置(25)、位于所述气体容器(1)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28)，气体容器液位测量装置(6)用于测量气体容器(1)内部的水的液位，为能够发出电信号的液位测量装置；阀门驱动装置(25)与阀门(7)连接，用于驱动阀门(7)，使阀门(7)打开或关闭；气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号接收辨别单元(15)和气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号接收辨别单元(15)预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元(15)接收气体容器液位测量装置(6)所测得的表示气体容器(1)中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出降低液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口(13)排出；当该电信号等于或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出保持液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，驱动阀门驱动装置(25)关闭阀门(7)，防止-->气体从出水口(13)泄露。12.根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括气体容器液位测量装置(6)、位于所述气体容器(1)下部的出水口(13)、安装在出水口(13)上的阀门(7)和气体容器液位控制单元(28)；气体容器液位测量装置(6)为能够发出电信号的液位测量装置，用于测量气体容器(1)内部的水的液位，阀门(7)为电磁阀；气体容器液位控制单元(28)包括气体容器液位信号接收辨别单元(15)和气体容器液位信号处理单元(16)，气体容器液位信号接收辨别单元(15)预先存储有一个表示液位范围的电信号范围，气体容器液位信号接收辨别单元(15)接收气体容器液位测量装置(6)所测得的表示气体容器(1)中的液位的电信号，并将该电信号与预先存储的表示液位范围的电信号范围进行比对；当该电信号大于或等于预先存储的表示液位范围的电信号范围的上限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出降低液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，打开阀门(7)，使得气体容器(1)中的水从出水口(13)排出；当该电信号等于或小于预先存储的表示液位范围的电信号范围的下限时，气体容器液位信号接收辨别单元(15)向气体容器液位信号处理单元(16)发出保持液位的指令，气体容器液位信号处理单元(16)接收该指令，关闭阀门(7)，防止气体从出水口(13)泄露。13.根据权利要求1或5所述的装置，其中，该装置还包括管道(16)、加水装置(22)、供水容器(18)、供水容器液位测量装置(20)和供水容器液位控制单元(31)；管道(16)的一端与雾化部件(22)连接，用于将水引入雾化部件(22)，加水装置(22)用于向供水容器(18)供水；供水容-->器(18)通过管道(16)与雾化喷嘴(2)的雾化部件(22)连通，用于向雾化喷嘴(2)供水；供水容器液位测量装置(20)用于测量供水容器(18)中的液位；供水容器液位测量装置(20)为能够发出电信号的液位计，预先对供水容器液位测量装置(20)设定一个液位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张日清，李治国，董俊卿，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]
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