一种用于燃料电池的多功能增湿器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于燃料电池的多功能增湿器，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术或无法可靠控制增湿效果或结构过于复杂导致控制难度较大的问题。该装置包括内部具有干空气通道、湿空气通道的增湿器壳体，以及第一、第二电控三通阀。其中，湿空气通道内设有增湿机构。第一电控三通阀设于增湿器壳体上的空气入口处，其输入端与空压机的输出端连接，输出端一与干空气通道的进口连接，输出端二与湿空气通道的进口连接。第二电控三通阀设于增湿器壳体上的空气出口处，其输入端一与干空气通道的出口连接，输入端二与湿空气通道的出口连接，输出端与电堆的空气入口连接。该装置可以精准调控入堆空气的含水量，并具有防水淹、防膜干功能。防膜干功能。防膜干功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池的多功能增湿器


[0001]本技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于燃料电池的多功能增湿器。

技术介绍

[0002]氢燃料电池一般采用质子交换膜作为离子传导的介质。在燃料电池运行过程中，对质子交换膜的增湿是不可缺少的。一般情况下，通过增湿器对入堆空气进行增湿，使质子交换膜达到最佳使用状态。
[0003]现有增湿器通过合理设置进气口的位置，使得待增湿气体在增湿器中能够均匀接触中空纤维膜，从而提高增湿效率，降低中空纤维膜的用量。其结构一般包括膜增湿器壳体，包括首端、与首端相对应的处于首端对侧的尾端以及两端处设置的进气口、出气口。中空纤维膜的膜管位于膜增湿器壳体的内部，其两端分别处于膜增湿器壳体的首端和尾端。
[0004]但是，在燃料电池高电流密度运行状态下，质子交换膜的水含量将处于饱和，在增湿器的增湿作用下可能造成质子交换膜的水淹；而在低温启动时，质子交换膜处于膜干状态，无法正常启动。在高频阻抗检测时，质子交换膜的水含量无法有效控制。现有湿度调控装置一般采用多个管路并联或者串联，导致集成度较低，且调节阀过多，控制难度较大。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本技术实施例旨在提供一种用于燃料电池的多功能增湿器，用以解决现有技术或无法可靠控制增湿效果或结构过于复杂导致控制难度较大的问题。
[0006]一方面，本技术实施例提供了一种用于燃料电池的多功能增湿器，包括内部具有干空气通道（4）、湿空气通道（5）两个独立气道的增湿器壳体（1），以及第一电控三通阀（2）和第二电控三通阀（3）；其中，
[0007]湿空气通道（5）内设有增湿机构；
[0008]第一电控三通阀（2）设于增湿器壳体（1）上的空气入口处，其输入端与空压机的输出端连接，输出端一与干空气通道（4）的进口连接，输出端二与湿空气通道（5）的进口连接；
[0009]第二电控三通阀（3）设于增湿器壳体（1）上的空气出口处，其输入端一与干空气通道（4）的出口连接，输入端二与湿空气通道（5）的出口连接，输出端与燃料电池电堆的空气入口连接。
[0010]上述技术方案的有益效果如下：提出了一种新的增湿器结构，在增湿器的入口连接空压机，用第一电控三通阀将进入增湿器的干空气分成俩部分，一路进入湿空气通道（5）内对干空气进行加湿，另外一路进入干空气通道（4）内，实现空气的干湿分离，再利用第二电控三通阀的开度调整将增湿器输出的空气湿度调至预设湿度比例。该装置结构简单，可输入干空气、湿空气以及二者的混合气体。
[0011]基于上述装置的进一步改进，该多功能增湿器还包括若干个密封件；其中，
[0012]第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）与增湿器壳体（1）的管道接口处均设有所述密封件。
[0013]进一步，该多功能增湿器还包括用于启动后接收用户输入的入堆空气目标湿度以及调控第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）的开度使得增湿器的输出气体湿度达到所述入堆空气目标湿度的增湿效果控制器。
[0014]进一步，该多功能增湿器还包括用于识别燃料电池电堆的质子交换膜进入水淹状态时暂停增湿效果控制器功能并调控第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）的开度使得干空气通道（4）开启、湿空气通道（5）关闭直到水淹状态消失恢复增湿效果控制器功能的防水淹控制器。
[0015]进一步，该多功能增湿器还包括用于识别燃料电池电堆的质子交换膜处于膜干状态时暂停增湿效果控制器功能并调控第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）的开度使得干空气通道（4）关闭、湿空气通道（5）开启直到膜干状态消失恢复增湿效果控制器功能的防膜干控制器。
[0016]进一步，所述第二电控三通阀（3）的输出端管道内壁上固定安装有湿度传感器；其中，
[0017]所述湿度传感器的输出端与增湿效果控制器的输入端连接。
[0018]进一步，所述干空气通道（4）的长度与湿空气通道（5）的长度相等；并且，
[0019]所述干空气通道（4）、湿空气通道（5）的腔体内壁上均固定安装有气压传感器。
[0020]进一步，所述增湿器壳体（1）上设有用于向湿空气通道（5）注入去离子水的多个加水口。
[0021]进一步，所述湿空气通道（5）的腔体内壁表面涂覆有耐腐蚀材料层。
[0022]进一步，所述增湿机构采用材料为陶瓷或堇青石的蜂窝体结构。
[0023]与现有技术相比，本技术至少可实现如下有益效果之一：
[0024]1、由于新型增湿器的介入，将湿空气和干空气进行隔断通入电堆。
[0025]2、设置了增湿效果控制器，可以实时地对质子交换膜的水含量进行控制，即将通入电堆的湿空气比例进行精准控制。
[0026]3、设置了防水淹控制器、防膜干控制器，可以有效地防止质子交换膜出现水淹和膜干的情况，实现电堆内部含水量的精准控制，保证电堆的寿命及性能。
[0027]提供
技术实现思路
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0028]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0029]图1示出了实施例1用于燃料电池的多功能增湿器组成示意图。
[0030]附图标记：
[0031]1‑ꢀ
增湿器壳体；2
‑ꢀ
第一电控三通阀；3
‑ꢀ
第二电控三通阀；4
‑ꢀ
干空气通道；5
‑ꢀ
湿
空气通道。
具体实施方式
[0032]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0033]在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
[0034]实施例1
[0035]本专利技术的一个实施例，公开了一种用于燃料电池的多功能增湿器，如图1所示，包括内部具有干空气通道4、湿空气通道5两个独立气道的增湿器壳体1，以及第一电控三通阀2和第二电控三通阀3。
[0036]其中，湿空气通道5内设有增湿机构。增湿机构的种类有很多，具体结构可参见中国专利CN2019202482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多功能增湿器，其特征在于，包括内部具有干空气通道（4）、湿空气通道（5）两个独立气道的增湿器壳体（1），以及第一电控三通阀（2）和第二电控三通阀（3）；其中，湿空气通道（5）内设有增湿机构；第一电控三通阀（2）设于增湿器壳体（1）上的空气入口处，其输入端与空压机的输出端连接，输出端一与干空气通道（4）的进口连接，输出端二与湿空气通道（5）的进口连接；第二电控三通阀（3）设于增湿器壳体（1）上的空气出口处，其输入端一与干空气通道（4）的出口连接，输入端二与湿空气通道（5）的出口连接，输出端与燃料电池电堆的空气入口连接。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的多功能增湿器，其特征在于，还包括若干个密封件；其中，第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）与增湿器壳体（1）的管道接口处均设有所述密封件。3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池的多功能增湿器，其特征在于，还包括用于启动后接收用户输入的入堆空气目标湿度以及调控第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）的开度使得增湿器的输出气体湿度达到所述入堆空气目标湿度的增湿效果控制器。4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的多功能增湿器，其特征在于，还包括用于识别燃料电池电堆的质子交换膜进入水淹状态时暂停增湿效果控制器功能并调控第一电控三通阀（2）、第二电控三通阀（3）的开度使得干空气通道（4）开启、湿空气通道（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晓昕，郜会刚，刘锟，
申请(专利权)人：亿华通动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：