一种用于燃料电池的供气装置及供气系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于燃料电池的供气装置及供气系统，包括端盖、壳体、弹簧和活塞，所述端盖与壳体可拆卸连接，且端盖与壳体贯通，端盖内壁周向设置凸缘，所述壳体内设有弹簧和活塞，所述弹簧一端与壳体固定，另一端与活塞连接，所述活塞的端面与凸缘相抵形成密封结构，并且活塞端面的边缘与壳体间隔一定距离。该供气装置用于燃料电池的供气系统后，供气系统包括依次通过管路连接的空滤、空压机、中冷器、供气装置、阴极加湿器和阴极电堆入口。该供气装置结构简单，通过物理结构阻隔外部空气，不额外消耗电能，当电堆停止工作后，能够有效阻隔外部空气，抑制阳极反极现象，从而保证膜电极不受损坏。膜电极不受损坏。膜电极不受损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池的供气装置及供气系统


[0001]本技术属于燃料电池
，特别涉及一种用于燃料电池的供气装置及供气系统。

技术介绍

[0002]燃料电池的核心部件是膜电极，一般情况下膜电极由质子交换膜、阳极催化层、阴极催化层和催化剂层两侧的气体扩散层组成。其中，质子交换膜用于传导质子和隔绝反应气体，一般采用全氟磺酸树脂材料。催化剂层通常由铂/ 碳催化剂与树脂粘接而成。
[0003]氢燃料电池在实际使用过程中需要频繁启停，当燃料电池停机后，膜电极两侧残余的氢气和氧气会持续发生化学反应。由于阳极氢气侧的供氢电磁阀和比例阀的关闭，阳极氢气侧停止供应氢气，而阴极空气侧与外部大气连通，随着反应的进行，阴极侧由于气压的作用继续供应空气。当阳极氢气侧出现氢气不足时，阳极电势逐渐高于阴极电势，出现反极现象。
[0004]由于阳极不能提供足够的氢气发生氧化反应，为了维持电荷平衡，阳极催化层的其他物质参与氧化反应，在反应初期，阳极催化层中的水会发生电解。一段时间后，阳极催化层中的水含量大幅下降，当水电解反应无法继续维持电荷守恒时，水和催化剂中的碳载体发生反应。
[0005]水电解的反应对于膜电极是可逆的，但碳载体的腐蚀则是不可逆的，碳载体的腐蚀会导致阳极催化层结构坍塌，铂颗粒脱落，团聚导致电化学活性面积下降，电堆的使用寿命下降。同时，反极发生时产生大量的热形成局部高温点，加速质子交换膜的降解，形成孔洞，降低开路电压，极端情况下会形成短路，发生严重事故。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种用于燃料电池的供气装置及供气系统，旨在解决上述
技术介绍
中现有技术存在的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0008]一种用于燃料电池的供气装置，包括端盖、壳体、弹簧和活塞，所述端盖与壳体可拆卸连接，且端盖与壳体贯通，端盖内壁周向设置凸缘，所述壳体内设有弹簧和活塞，所述弹簧一端与壳体固定，另一端与活塞连接，所述活塞的端面与凸缘相抵形成密封结构，并且活塞端面的边缘与壳体间隔一定距离。通过弹簧支撑，活塞与端盖内壁设置的凸缘相抵，从而阻隔活塞两侧空气流通，当活塞端面受力使弹簧压缩，活塞向壳体侧移动，此时端盖侧的高压空气向壳体侧流动。
[0009]进一步的，所述端盖与活塞之间设有第一密封垫，所述第一密封垫固定于端盖上。
[0010]进一步的，所述活塞的端面呈半球形，半球形端面在受高压气体推动时，能够增加受力面积，同时半球形端面将风力导向端面的边缘，使得边缘处受力更为集中。
[0011]进一步的，所述活塞的半球形端面底部垂直设有导向杆，所述壳体设有导向孔，所
述导向杆与导向孔滑动连接，使得活塞受力沿供气装置的轴向运动，并且活塞的半球形端面边缘受力均匀。
[0012]进一步的，所述端盖与壳体设置于管路中，端盖的外侧壁周向设置凹槽，所述凹槽内设有第二密封垫，所述端盖通过第二密封垫与管路形成密封结构，从而防止气体由端盖与管路之间穿过。
[0013]进一步的，所述壳体外侧壁设有反向翅片，所述反向翅片一端与侧壁固定，另一端与侧壁间隔一定距离，所述反向翅片嵌入管路侧壁，反向翅片用于固定供气装置在管路中的位置，防止高压气体推动供气装置在管路中移动。
[0014]进一步的，所述反向翅片设置多个。
[0015]本技术还提供了上述供气装置应用于燃料电池的供气系统，包括依次通过管路连接的空滤、空压机、中冷器、供气装置、阴极加湿器和阴极电堆入口。外部空气经由空滤过滤杂质后，流入空压机，空压机将空气压缩为高压空气，且高压空气温度较高，随后高温高压空气通过管路流入中冷器中冷却，降温后的高压空气排入供气装置，高压使供气装置中的弹簧压缩并带动活塞移动，从而高压气体穿过供气装置进入阴极加湿器加湿，并最终流入阴极电堆，当电堆停止工作，由于外部气体压力不足，无法打开供气装置，从而阻隔外部空气，抑制阳极反极。
[0016]进一步的，所述空滤与空压机之间设有流量计，所述阴极加湿器与阴极电堆入口之间设有压力传感器和温湿度传感器。
[0017]相比于现有技术的缺点和不足，本技术具有以下有益效果：
[0018]1.本技术提供一种用于燃料电池的供气装置，该供气装置结构简单，设计巧妙，形成单向供气结构，并且制造成本低，实用性强。
[0019]2.本技术提供一种用于燃料电池的供气系统，燃料电池停止工作后，该供气系统能够有效阻隔外部空气，抑制阳极反极现象的发生，从而保护膜电极不受损坏。
[0020]3.供气装置采用物理结构阻隔外部空气，不增加额外耗电，提升电堆的使用性能和耐久性。
附图说明
[0021]图1是本技术实施例提供的一种用于燃料电池的供气装置的拆解结构示意图。
[0022]图2是本技术实施例提供的一种用于燃料电池的供气装置的截面结构示意图。
[0023]图3是本技术实施例提供的一种用于燃料电池的供气系统的结构示意图。
[0024]图中：1
‑
供气装置；11
‑
端盖；111
‑
凹槽；12
‑
壳体；121
‑
反向翅片；122
‑
导向孔；13
‑
弹簧；14
‑
活塞；141
‑
端面；142
‑
导向杆；15
‑
管路；16
‑
第一密封垫； 17
‑
第二密封垫；2
‑
空滤；3
‑
空压机；4
‑
中冷器；5
‑
阴极加湿器；6
‑
排放口；7
‑ꢀ
流量计；8
‑
压力传感器；9
‑
温湿度传感器；10
‑
供氢系统；11
‑
比例阀；12
‑
电磁阀；13
‑
中冷器。
具体实施方式
[0025]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0026]如图1和图2所示，一种用于燃料电池的供气装置，包括端盖11、壳体12、弹簧13和活塞14，端盖11呈中空环状，其内壁设有环状凸缘，端盖11与壳体12可拆卸连接，具体的，可拆卸连接为卡合连接或螺纹连接，并且端盖11 与壳体12贯通，使气体穿过，端盖11与壳体12连接后整体呈筒状，壳体12 内设有活塞14和弹簧13，弹簧13的一端与壳体12固定，另一端与活塞14连接，活塞14的端面141与端盖11内壁设置的凸缘周向相抵形成密封结构，从而气体无法穿过端盖11和壳体12，起到阻隔气体的作用，活塞14端面的边缘与壳体12间隔一定距离。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池的供气装置，其特征在于，包括端盖、壳体、弹簧和活塞，所述端盖与壳体可拆卸连接，且端盖与壳体贯通，端盖内壁周向设置凸缘，所述壳体内设有弹簧和活塞，所述弹簧一端与壳体固定，另一端与活塞连接，所述活塞的端面与凸缘相抵形成密封结构，并且活塞端面的边缘与壳体间隔一定距离。2.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气装置，其特征在于，所述端盖与活塞之间设有第一密封垫，所述第一密封垫固定于端盖上。3.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气装置，其特征在于，所述活塞的端面呈半球形。4.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气装置，其特征在于，所述活塞的端面底部垂直设有导向杆，所述壳体设有导向孔，所述导向杆与导向孔滑动连接。5.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气装置，其特征在于，所述端盖与壳体设置于管路中，端盖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝红岩，董永，安存军，李绍泽，
申请(专利权)人：廊坊琦睿电池科技有限公司，
类型：新型
国别省市：